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河南新鄉煤破碎機振動分析報告

來源:未知日期:2019/04/27 14:35 瀏覽:
河南新鄉煤破碎機振動分析報告
一、概況
破碎機,配套、電機,于2011年投入運行。該破碎機重量37800kg,電機功率900kw,轉速為750r/min,電機和破碎機采用液力耦合器連接,共六道軸承。設備結構如圖1所示。自11月份來,整個破碎機組振動較大,空載時,電機非驅動端振幅就已達到14mm/s(500μm),為分析破碎機在運行過程中振動較大的原因,決定對其進行振動頻譜檢測,查找振動原因并提出檢修建議。
三、頻譜分析
在現場進行簡易測振后,結合備煤技術人員反映各軸承垂直方向振幅并不大,主要集中在水平方向,因此將傳感器布置在1、2、3、4水平方向(同時采集加速度、速度、位移頻譜)作為分析對象,啟動瞬間的頻譜受儀器限制無法測量,僅對破碎機空載時進行測量,得到頻譜如下:
三、診斷分析
從各點振幅的分布可以看出機組振幅最大部位主要集中在電機非驅動端(1)與驅動端(2),破碎機非驅動端次之,驅動端最小。
備煤作業區曾將電機與破碎機脫開,在未緊固固定螺栓的情況下將電機單試,電機軸承振動正常,最大值2mm/s以下(作業區領導告知),這就表明電機本身平衡不存在問題,將破碎機連上以后振動顯著增大,這可能是由以下兩方面引起的:1、電機存在匝間短路等電氣故障,破碎機連上后電流、負載升高,導致電機振動加大;2、激振力來自破碎機,破碎機的振動通過液力耦合器傳遞給電機,導致電機振動加大。對于第一條原因比較好理解,對于第二條原因也許有人會質疑,既然振動是破碎機傳遞過來的,為什么電機振幅比破碎機振幅還大,這就得從振動故障原因說起,引起機組振動故障原因總的來說只有兩個,一是支撐動剛度不足,二是激振力大。(A=P/K 其中A表示振幅,P表示激振力,K表示部件動剛度,從式中就可以看出軸承振幅與激振力成正比,與動剛度成反比)。由于電機采用端蓋式支撐軸承座,且座落在鋼結構上,與破碎機落地式軸承相比,其剛度相對較小,破碎機出現故障時,就容易出現電機振動比破碎機振動更大的現象。
對于第一條原因來說,首先須排除,雖然從臨近的另一臺破碎機的振幅分布相近的情況來看,我更傾向于后者,但從診斷的嚴密性來說,首先須對第一條進行肯定的排除,才能進行下一步的分析工作。
對于第二條原因引起的破碎機振動大,主要從支撐動剛度和激振力兩方面方面進行排除分析。
1、對于軸承振動來說,支撐動剛度(不單指地面基礎,包括軸承座、軸承蓋、、鋼結構、基礎臺板、基礎橫梁)包括結構剛度、共振、連接剛度三個要素組成。首先檢查了破碎機落地式軸承各點的差別振動,差值均不大,且作業區在檢修過程中對地腳以及固定螺栓都進行了緊固,此點可排除。受設備運行以及儀器限制無法進行轉速試驗以及敲擊試驗,因此共振與結構剛度無法排除。但從消振來說,增加其結構剛度非常困難,例如2014年省電科院專家在漣鋼授課時曾介紹大機組軸瓦,支撐動剛度明顯偏低,很多地方對結構剛度進行了加固,企圖減少軸瓦振動,均沒有取得明顯效果。最后消振還是從降低激振力入手,因此從現場診斷來說,無需進一步查明軸承動剛度。前面有機動部專家分析,設備的基礎存在問題,因缺乏依據我無法表示贊同或否認,但專家僅從基礎的支柱振動大(支柱振幅5.6mm/s,電機非驅動端軸承14mm/s)就做出基礎有問題的結論,我覺得還有待商榷,2012年干熄焦汽輪機因主油泵碰磨導致機組振動大,同時運轉平臺振感明顯,平臺支柱、周圍欄桿包括疏水平臺全部產生共振,后將碰磨處理后,平臺包括支柱振動消失。
2、激振力
①軸承問題
電機非驅動端軸承與驅動端軸承型號23152、NU238,破碎機軸承型號是6040,轉速為750rpm,經計算其:
外圈特征頻率BPOF=118.4;71.27;76Hz
內圈特征頻率BPIF=147.5;103.7;99Hz
滾動體特征頻率BSF=96.62;65.11;94Hz
保持架特征頻率FTF=5.5;5.087;5.375Hz
從時域波形圖可以看出波形不存在周期性的沖擊,雖然從加速度頻域來看,出現高頻峰群,雖然沒有液偶軸承型號,無法計算,但結合峭度以及速度譜(頻譜比較干凈,未出現軸承故障特征頻率)來看,但軸承問題應該可以排除。
②從2x的幅值來看不對中基本可以排除(最好有檢修數據)。
③液力耦合器更換新的,因此存在不平衡的可能性比較小。
④破碎機存在不平衡,依據如下:
A. 電機和破碎機驅動端與非驅動端測點速度譜和位移譜均以工頻振動為主,其他成分可以忽略不計。
B. 速度波形以及位移波形非常干凈。
C. 水平方向振動明顯大于垂直方向。
四、建議
1、有條件的情況下,最好采集一次相位以及做一次停機測試,獲取伯德圖,對不平衡進行進一步確認(因數采儀有問題,此次數據通過便攜式儀器獲取,無法進一步測量)。
2、現場動平衡,從現場觀察情況來看,似乎不具備現場動平衡的條件,破碎機轉子具有一定的軸向長度,預計單平面無法實現,而電機側似乎只有一個風扇處可以加重,且在外伸端。建議聯系有經驗的專家。
3、更換破碎機轉子,但工作量非常大。
4、加固基礎,從理論上可行,但從現場反饋的情況來看,效果甚微,如果一定要動基礎,建議請人做一個ODS(工作狀態下的結構變形分析)。下面通過一個QQ群討論的案例進行說明:
某廠一臺風機,支撐基礎框架下帶彈性減震基礎,測得基礎框架的振動最大約81mm/s,電機的振動最大約22mm/s,風機的振動最大約10mm/s,電機與風機的頻譜均以一倍頻為主,當時群里的人普遍認為是剛度問題,建議加固處理,進行ODS模態測試(如圖2,本應是動圖,word不支持),結論也是結構剛度有問題,對基礎加固以后,效果甚微,后業主認為電機有問題,更換后振幅最大約2mm/s。實際上此案例的原因分析應該是準確的,但對于現場加固基礎往往十分困難,此案例最終的處理方式還是通過降低激振力予以解決的。
5、對關鍵性設備,特備是單機設備,應該建立長期的趨勢分析,采用精細點檢,否則會給后續的分析帶來很大的困難。
6、關鍵設備的檢修須專人負責,對所有檢修數據負責,通過相關的檢修數據才好更好的排除問題。

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