李其源 陳建峰(fēng) 阮文峰
(兗礦(kuàng)集團興隆莊煤礦,山東(dōng)兗州(zhōu) 272102)
摘 要:介紹離心式扇風機軸承(chéng)故障的診斷和新安裝軸流(liú)式風機投(tóu)入運行前的(de)安全狀態監測,說明了設備故障診斷技(jì)術(shù)在礦井大型固定設備的應用效果及重要價值。
關鍵詞:扇風機;故障診斷;安全監測
兗礦集(jí)團興隆莊煤礦的東(dōng)、西風井各有四(sì)台離心(xīn)式(shì)扇風機,為滿足礦井生產通(tōng)風的(de)需要(yào),東風井(jǐng)原兩台離心式風(fēng)機換型為軸流式風機。
一(yī)、存在問題
興隆莊煤礦西風井2
#扇風機軸承箱前、後軸承是2003年5月1日更換的新軸承,2008年3月5日,監測中發現振動值偏大,風機有異常聲音,於是縮短監測周期進行了跟蹤監測。監(jiān)測情況見表1。通過振通904監測振動數值發現軸承衝擊值、振動值、溫度值有上升的趨勢。
表1

二、故障診斷
為進一步確定故障的部位和(hé)性(xìng)質,采用振通數據采集器故(gù)障分析(xī)係統進行了頻譜(pǔ)分析(xī)。西風井2
#扇風機功(gōng)率630kW;轉速590r/min。軸(zhóu)承箱前軸承(chéng):單列向心球軸承,型號為32152,滾珠個數24個;後軸承為單(dān)列(liè)向心圓柱(zhù)滾子(zǐ)軸(zhóu)承,型號為(wéi)6244,滾(gǔn)柱個數12個(gè),根據特征參(cān)數對2
#風機軸承進行頻譜分析,見圖1、圖2。
由圖1、圖(tú)2分析可(kě)知(zhī),扇風機出現多次諧波,而且垂直方向的振動明顯大於水平方向振動,底角測得(dé)頻譜圖出現半頻諧波,具有明顯的動不平衡和鬆動特征。於是對風機進行檢查,發現風機軸承箱(xiāng)基礎(chǔ)連接處有鬆動,與頻譜圖分(fèn)析相吻合。隨即對風機進行了對中找正和緊固基礎的處理。處理後對風機進行了複測,如圖3所示。
從圖3分析發現多次諧波、半頻消失,但扇風機的異響並未消除。為了找出扇風機異響的真正原因(yīn),又對風機進行了頻譜(pǔ)分析,根據f=Z/2(1±d/Dcosα)f
r或f=D/d[1-(d/Dcosα)
2]f
r進行風機軸承的故(gù)障特征分(fèn)析(xī),兩式中Z為軸承滾珠的(de)個數,f為故障頻率(Hz),f
r為旋轉頻率(Hz),D為軸承節徑(mm),d為軸承內徑(mm),α為壓力角(度)。計算得出風機軸承的故障特(tè)征頻率為內圈129Hz、外(wài)圈(quān)105Hz、滾柱(zhù)94Hz,圖3上發現有95Hz的頻率出現,與93Hz、95Hz、96Hz、97Hz相接近,懷疑(yí)94Hz的頻(pín)率為軸(zhóu)承滾柱旋轉頻率的調製。95Hz頻率有邊頻帶,證實有軸承(chéng)故障頻率的調製現象,如圖4、圖5所示。
通過分析判定(dìng)2
#諷機軸承存在故障,於是,要求(qiú)設備使用單位對風機軸承進行拆檢,並做好更(gèng)換軸(zhóu)承的準備(bèi)。
2008年5月15日,根據監測診斷分析報(bào)告(gào)要求,設(shè)備使用單位對2
#風(fēng)機(jī)進行了拆檢,發現前、後兩軸承為(wéi)滾珠嚴重疲(pí)勞(láo)剝落(luò),現場有兩個較大(dà)的剝落塊,7、8個滾珠剝落嚴重,其中後(hòu)部軸承外圈點(diǎn)蝕嚴重(chóng),點(diǎn)蝕區約為軸承外圈的50%。證實了軸承故障分析(xī)是正確的。
三、新風機投運前的安全監(jiān)測
1.風機性(xìng)能測試
東風(fēng)井運行著兩台(tái)G4-73-11N028D型離心式通風機,風機配用YR630-10型異步電動機。兩台主(zhǔ)要通風機已經運行29年,部分部件及附屬裝置腐(fǔ)蝕嚴重,特別是主要通(tōng)風機下部,已腐蝕近1/3,前部的集流器(qì)和擴散器因嚴重腐蝕(shí),已經多(duō)次焊補。由(yóu)於主要通風機、反風門、防爆帽的腐蝕,造成外部漏風率增大,主要(yào)通風(fēng)機運行效率降低,2007年安全技術性能測試效率(lǜ)僅達到56%,且(qiě)風量調節的前導器的驅動裝置已受損嚴重,危及設(shè)備的安全(quán)運行。2008年對(duì)扇風機係統進行(háng)了改造,原兩台離心(xīn)式風機更換為兩台ANN-2500/1250AJM軸流風機,2008年12月2日對新風機進行試運行。運行前的安(ān)全性能(néng)測試完全符合礦井通風要(yào)求,見圖(tú)6。
2.風機狀態(tài)監測與分析
為確保風機安全運行,對風機的運行狀態使用振通904數據采集器進行了狀態監測,主(zhǔ)要監測風(fēng)機的振動、溫度、噪聲、電機軸(zhóu)承的衝擊脈衝值,見圖7。兩台軸流風機監(jiān)測情況見圖8、表2。

表2

經過(guò)對風機運行狀態監測(cè)分析可知,測點1、測點3Z大振動值分別為0.5mm/s和1.4mm/s,小於IS02372振動判定標準容許的振動值(300kW及以上電機容(róng)許振動速(sù)度有效值為小於11.2mm/s)。噪聲Z大值72dB小於85dB(標準規定),溫度Z大值54℃小於90℃(滾動軸承不大於90℃,滑動軸承不大於85℃),衝擊脈衝值屬(shǔ)於正常(cháng)範圍(wéi)。
四、結論
通過應用(yòng)設備診斷技術對扇風機故障的綜(zōng)合診斷,證明了設備診斷技(jì)術在礦井風機設備的(de)應用效果和實用價值,說(shuō)明設備診(zhěn)斷技術已成為礦山大型固定設備必不可少(shǎo)的監測手段(duàn)。
參考文(wén)獻:
[1]陶洛(luò)文.設備(bèi)狀態檢測與故(gù)障診斷技術及應用[M].北京盛迪振通科技有限公司,2002.
[2]楊(yáng)誌伊,鄭文.設備狀態監測(cè)與故障診(zhěn)斷[M].中國計劃出版社,2006.
來源:《中國設備工程》2009年第10期