大型球磨机振动故障诊断

1、大型球磨机振动故障诊断第28卷第2期20o7年2月煤矿机械coalminemachinev01.28no.2feb.2007大型球磨机振动故障诊断倪宏昕,杨根菩(徐州工程学院,江苏徐州221008)摘要:大型球磨机是水泥厂的关键设备,以振动强度和振动频谱分析为依据,对某水泥厂大型球磨机电机出现运行振动大的原因进行振动监测与分析诊断,查明电机前轴承外环损坏是引起故障的主要原因.关键词:球磨机;电机;故障中图分类号:tm32;tp306文献标志码:a文章编号:1003.0794(2007)02.019503faultdiagnosisonlarge-scaleballmillvibrationni

2、hong一n.yanggenxi(xuzhouinstituteoftechnology.xuzhou221008.china1abstract:largescaleballmillisanessentialequipmentforacementplant.inviewofthispoint,takestheintensityofvibrationandtheanalysisofvibrationspo3trultlasthebasis,andthen,thevibrationmonitoringandanalysisdiagnosisarecarriedoutonthecausesofstr

3、ongvibrationoflargescaleballmillworkingengineinacementplant.itisfoundthatthemaincauseofthefaultisthedamaget0theouterringoftheenginefrontbearing.keywords:ballmill;engm.e;faultdiagnosis0引言某大型水泥集团设计能力为年产高标号水泥300万t,整套生产布置为单线生产.球磨机是水泥厂关键设备之一,2005年球磨机电机出现了振动大的不良现象.为了准确掌握电机运行情况,确保安全工作,提高企业的经济效益,需对电机进行故障诊断.

4、球磨机型号及有关参数如下:电机型号cu7538b一从12,s/n44627011/1功率/kw4200转速,rmin485生产厂家德国schorch公司减速机型号sond840no.41400100121功率/kw4050转速/r?min输入485;输出13.-8传动比35.145生产厂家德国flender公司1测量系统及测点布置根据iso对大型旋转式机器振动标准的规定(is02732),可以测试机器轴承部位振动的速度均方根值(r?/l$),即振动烈度值,作为评定机器振动特性的依据.本文采用丹麦b&k公司2513振动测试仪测量减速器轴承部位的振动烈度值,用以评判电机,减速机振动是否超标

5、;采用美国pcb公司480b02压电式加速度传感器和电荷放大器测量记录各典型测点3个相互垂直方向上的振动信号.用日本teac七通道磁带记录仪进行记录,然后在动态信号分析仪hp3562a上进行信号的时域和频域分析.球磨机电机和主减速机的测点布置及减速机的传动系统结构如图1所示.其中测点1,2位于电机后轴承和前轴承处,3,4,5测点位于减速机输入轴轴承处,6,8测点位于第1级行星齿轮传动处,7,9测点位于第2级行星齿轮传动处,10,11位于减速机输出轴轴承处.4=22南=36=95o.o9一8竺一ll116减速机-5图1测点布置及减速机传动示意图2故障特征频率计算(1)齿轮故障特征频率工厂提供的输

6、入轴转速rt.:485r/rain,实际测试的啮合频率为135.75hz,反算电机转速n:490.58r/rain.采用490.58r/rain作为减速机输入轴的转速,则.=8.176hz.第1级啮合频率:138?75hz-195-o1.28no.2大型球磨机振动故障二二塞!笠箜垫鲞箜塑第1级缺陷激发频率内齿圈一点缺陷=笔=-.24hz太阳轮与3个行星轮啮合=鲁3=3=20.8hz行星轮上一点缺陷,5:2-2:6.03hz同理可计算行星轮第2级各齿轮特征频率,减速机各齿轮故障特征频率计算结果见表1.表1减速机各齿轮故障特征频率(2)轴承故障特征频率内环上一点缺陷与/,个滚动体的接触频率=(1+

7、dcosa)外环上一点缺陷与/,个滚动体的接触频率fo=-(1一dcosa)滚动体上一点缺陷与内环或外环的接触频率=lol-1一()cos2a式中d滚动体直径;d节圆半径;各相应轴的回转频率.据此,算得各轴承故障基阶特征频率如表2所示.表2各轴承故障基阶特征频率3振动信号分析电动机,减速器各测点振动烈度测试结果如表3所示.由于测试分析的函数曲线较多,本文只给出几个典型的振动时域和频域曲线图,如图2图5所示.表3球磨机电机,减速机振动强度测量结果注:20o5年值12006年值时间/ms测点2轴向振动时域图顿率/hz图3测点2轴向振动频谱图0筻馨鞲80图4测点3径向振动时域图0频率/ttz2k图5

8、测点3径向振动频谱图根据上述振动烈度测试结果,结合对各测点振动时域图和频域图的分析,可以看出:(1)按is0/is2372标准,flender电机及减速机的振动强度除电机输出轴部位(测点2)已达c级外,其他基本属于b级(较满意).(2)与2005年初的测试结果相比较,整个振动-196-第28卷第2期大型球磨振瞳二二塞!笠!:垫:的强弱分布情况基本吻合,减速机各测点的振动强度和加速度均比2005年有所下降.但电机输出轴部位(测点2)3个方向的振动加速度都很大,说明电机输出轴部位承受着较大的冲击动载荷,而且其轴向振动强度已达到9.5ln1/s(属c级),较2005年初增大90%.(3)在测点2的3

9、个方向的频谱中,均见到明显的67.5hz特征频率或其倍频,由该处轴承故障特征频率的理论计算结果得知,该频率正好与电机前轴承外环缺陷故障特征频率相吻合,故怀疑该轴承外环上存在缺陷(损伤或磨损).(4)除测点2以外,其他各测点的频谱谱线简明,以齿轮的啮合频率(138.7hz,22.5hz)及其倍频为主,未见有明显的故障特征频率.这些频率成分在电机前后轴承振动信号上未明显反映,表明其振动未对电机产生大影响,也说明电机前轴承振动较大是由电机本身原因造成.4结语本文采用信号的时域和频域分析相结合的方法对球磨机电机,减速机进行了振动测试和故障诊断,测试分析结果较好地反映了电机,减速机的真实工况和故障,为水

10、泥厂对该设备的检修和维护提供了技术支持.参考文献:1卢文祥,林润生.工程测试与信息处理m.武汉:华中理工大学出版社,1994.2李国华,张永忠.机械故障诊断m.北京:化学工出版社.1998.作者简介:倪宏昕(1954一),河南偃师人,徐州工程学院机电学院副教授,院长,研究方向:金属材料学,设备状态监测及故障诊断.收稿日期:2006-12.08重廉港电醺究所通过工so9oo1质量认证蘑泵质.一0辄一油,压缩机油,迭肌ss7级.jy一慰汽轮机油净油机:在线处理能高效净化汽轮机润滑油系统微水50ppm,破乳化值15min,机械杂质:无,清洁度nas6级zy一慰真空滤油机:小型高效,适合现场处理绝缘油击穿电压:50-一60kv,;zya-m双飘真空滤油机:,处理变压墨油.l_乙炔舍lo,徽水:2吉,_击穿电压:6075kvii氧气,尊烃严重超标的变压毒油,一次处理全部合格雇用倒南通变压叠厂,重庆电力届,大港油田,兰州炼油厂,无锡特种油品厂ifz一慰废油再生机:本机可净化再生液压油,液力传