水泥磨机是水泥厂关键设备之一,工厂共有1台水泥磨,每台磨机有2台减速机。2000年7月正是水泥销售旺季,中旬1号水泥磨因停机检修2号水泥磨减速机又出现了振动、噪音较大的不良状态为了准确掌握减速机运行情况,确保它安全工作,需对减速机进行振动测试和分析并做好维修。
(1)根据大型旋转式机器振动强度 标准IS0/IS3945一l985、IS0/IS2732的规定,测量机器轴承部位振动的速度均方根值(r/mln)即振动烈度值,用以 和判明机器振动强度是否超标。
(2)根据2号水泥磨电机的转速及减速机结构,计算减速机的主要特征频率,作为振动信号频谱分析及故障诊断的主要判别依据。
(3)用振动加速度传感器、电荷放大器及磁带机.测量记录各典型测点的振动信号,在动态信号分析仪(HP3562)上进行振动信号的时域及频域的分析,根据理论计算,分析振动的主要优势频率,判明其主要振源,诊断是否存在故障,确定故障源。
(4)对2号水泥磨2台减速机的振动强度进行综台 和故障分析,提出改进和维修建议。
(1)水泥磨:规格,4.2m×13.2;产量105t/h。
(2)电机:型号,MIP—A一2000一l000:功率2000kW;功率固索,0.83;转速.990r/rain;
(3)减速机:型号,BH180;功率,2000kW;减速比,980/108.93测试仪器:丹麦B&K公司25I3振动测试仪;美国PCBJ80B02加速度传感器及电荷放大器;日本TEAC通道磁带记录仪;美国HP3562A动态信号分析仪。测点布置测点布置位于减速机输出轴的2个轴承座上,2、5测点位于中间轴的2个轴承座上,3、6测点位于输八轴的2个轴承座上。9测点位于电机外壳顶端,7、8测点位于减速机输八、输出轴箱体上。2号水泥磨计2台(3号、4号)减速机、电机.测点仅标其中一台。
主要故障特征频率(1)各传动轴回转频率:输人轴,165Hz;中间轴,3.23Hz;输出轴:L82Hz(2)两级减速的齿轮啮台频率:一级Z,330Hz;Z-级Z4,171.2Hz。
(1)按ISO/IS2732Ⅲ类机标准.各轴承处的测点1、2、3、4、6所测数据表明.3号减速机的振动强度已接近D级(粗糙.不允许使用).说明该减速机运行状况差。4号减速机振动强度属于B级,表明总体运行状况基本正常。
(2)3号减速机7月2日在测点7所测数据为190mm/s,而7月11日升至280mm/s,7月l4日为26.0mm/s,上升近0,须注意监测。
(3)4号减速机7月2日在测点8所测X、Y向的振动强度分别达到14mm/s和10mm/s,其原因是由于齿轮z为焊接轮辐式,在运行中局部轮齿变形产生冲击所致。7月7日经对2部分轮齿进行修形,振动下降量超过50。
得出如下结论:
(1)两减速机中间轴每转一圈(时间为305.5ms)均有一次较强烈的振动。估计与轮齿损伤有关。
(2)3号减速机主要振动频率为中间轴每转振动102次,正好为齿轮z2的齿数,表明齿轮z2齿面出现损伤。齿轮Z2各齿啮合产生的振动幅度值大小不一,表明各齿的损伤程度不同。
(3)4号减速机中时域图每一条幅值线代表啮台一次的振动,在 冲击振动幅值线两侧存在有较高的幅值线,表明有几个轮齿存在较大的变形。经修形后, 振动幅值降低约为50,但仍偏高,说明轮齿修形未完全到位。
(4)两减速机振动的主要频率为齿轮z3、z4的啮合频率171.9Hz和齿轮z1、z2的啮合频率33l2Hz及其2 频、3 频,表明这两对齿轮的啮合振动是主要振源。3号减速机齿轮zt、西啮合振动较大,表明轮齿的制造误差及齿面损伤是引28起振动的主要原因。而4号减速机齿轮Z、Z:的啮台频率、2 频、3 频的谱线幅值呈递减规律,表明其总体啮合状态尚可。
(5)在3号减速机齿轮z1、z2的啮合频率331,2Hz的两边,出现明显的边频,且谱线间的差频为15,62Hz,正好与输入轴的回转频率相吻合,表明331.2Hz与15.62Hz产生调制现象,说明输人轴小齿轮Zt存在偏心。而4号减速机无明显调制现象,表明ZL偏心较小。
(6)从频谱图上未发现2台减速机有明显的轴承故障谱线,表明各轴承工作正常9维修方案及技术要求。
(7)根据设备状态监测及故障诊断,须对2台减速机齿轮齿面进行修形。
(8)须尽快停机 减速机齿轮是否有断齿或其它异常现象,进一步查明减速机出现冲击的真正原因,以防 的发生。
(9)修形后的齿面要采用着色进行 。
7月20日l号水泥磨恢复运转,2号水泥磨停机检修。2号磨机2台减速机经打开 发现;3号减速机z2齿轮的一个齿沿齿长方向从齿根部已断去200r~~Tl左右,只剩下170mm左右参与工作,其余各齿面出现不同程度的点蚀和剥落;齿轮zl、Z2沿齿长方向只有约2/3部分参与啮合,表明存在齿向误差;齿轮Z3、Zd齿面均有轻度蚀和剥落。4号减速机z2齿轮在局部圆周上有3个齿面点蚀剥落严重,并靠近齿端,沿齿长方向其余齿面参与啮合较少,z2齿轮其余轮齿齿面有不同程度的轻伤和点蚀;齿轮zI齿面状况良好;齿轮z3、z齿面出现程度不一的点蚀和剥落。现场发现的情况基本和我们预测相一致。由于预测准确、维修前准备充分,2号水泥磨停机后仅用48h时就完成维修。经过轮齿齿面修形、断齿焊接修复等,2台减速机振动烈度降低较为明显。这说明此次故障诊断与设备维修成效显著