強東林
（陝西略（luè）陽鋼鐵有限責任公司製氧車（chē）間（jiān），陝西略陽 724301）
摘 要：結合一起離（lí）心式氧壓機軸承故障（zhàng），介紹了在線監測和故障診斷技術在大（dà）型機器設（shè）備中的應用。並通過對這起故障的診斷分析和處理，使技術人員養成今後在判斷設備（bèi）故障時借助先進的檢測儀器、科學地對設備故障（zhàng）進行診斷，確保設備安全運行。
關鍵詞：離心式氧壓機（jī）；故障；處理
1 情況介紹
6500Nm3/h製氧機（jī）組是我公司（sī）03年投建的，主體設備由杭氧空分（fèn）集團製造。氧壓機選用了雙軸（zhóu）雙缸串聯離心式壓縮機，排氣（qì）壓力3Mpa，排氣量（liàng）6500m3/h。為保（bǎo）證氧壓機高效、安全運行，該氧壓機儀控安（ān）裝了在線監測控製係統，在線監測控製係統選用了西安交通大（dà）學智能與檢測研究所研發的在線監測與故障診斷（duàn）技術。
氧壓機在日常運行（háng）巡檢時發現故障診斷係統頻譜（pǔ）圖異常（cháng），在對頻譜圖認真分析後，認為該氧壓機是在故障狀態下運行。為安全起（qǐ）見，隨後對氧壓機進行了解（jiě）體檢查，檢查（chá）檢修後運行正常。但在運行三個月後（hòu），頻譜圖又出現異常（現象與檢查前相同（tóng）），為了查明重複故障原因，技術人員結合上次檢修現場的實際情況和故障診斷係統的具體表象綜合對故障進行了分析，找到了產生故障的真正原因，Z終排除了故障，避免了一起設備事（shì）故的發生（shēng）。
2 DM100壓縮（suō）機在線監測和故障診斷係（xì）統簡介及診斷分析係統（tǒng）的主要功能和目的
DM100壓縮機在線監測和故障診斷（duàn）係統是西安交通大學智能與檢測研究所研製開發的。它是由電渦流傳感器采集轉子（zǐ）振動信號，然後通過端子組與DM100壓縮機（jī）監（jiān）視保護（hù）係統機櫃相連接，Z後連接到工控機和（hé）DCS，以實現機組的在線監控和故障診斷功（gōng）能。
2.1該係（xì）統的主要特點
2.1.1監測信息全麵。監測的數量可根據現場（chǎng）實際的需要確定。
2.1.2將漸變型故障和突發性的故障監（jiān）測結合起來，具有可靠的事故追憶（yì）功能。
2.1.3診斷分析方法先進（jìn）、功能齊全。包括了從時域、幅值域，頻域、時-頻域進行分析。
2.1.4數據處理以全息（xī）譜為中心，充分利（lì）用振動信號的相位（wèi）信息。可準確確定信號中的所有倍頻（pín）和分頻分量。
2.1.5采用時域信號、頻譜、提純、合（hé）成軌跡、全息譜等多種手段進行分析（xī）。
2.2診斷分析係統的功能
該診（zhěn）斷分析係（xì）統的主要功能是精密診斷分析。即通（tōng）過時域波形；幅值域參（cān）數分析；概率分布分析；改進的FFT圖；軸心軌跡；提純軸心軌跡；合成軸心軌（guǐ）跡；濾波軸心軌（guǐ）跡；時頻分析；二維全息譜分（fèn）析等（děng）基本功能，對（duì）設備故障的類型及危害程度進行精密分析（xī）。
2.3設備診斷技術（shù）的目的
（1）保證設備（bèi）安全運（yùn）行，防止突發事（shì）故的發生；（2）保障設備精度，提高產品質量；（3）實施狀態維（wéi）修，節約維修費用；（4）避免設（shè）備事故造成的環境汙染；（5）給企（qǐ）業帶來大（dà）的經濟效益。
3 氧壓機止推（tuī）軸承故障診斷（duàn）及處理
3.1氧壓機止推軸（zhóu）承故障診斷
2011年元月（yuè）在一次日常（cháng）巡回（huí）檢查時發現該氧壓機高壓缸自由端軸（zhóu）承故障診斷係統頻譜圖（tú）異（yì）常（cháng），主要表現（xiàn）為在頻譜圖上低頻區域出現一高幅值分量，該分量幅值接（jiē）近工頻幅值（工頻頻率（lǜ）為：工頻幅值為11.32μm；該分（fèn）量頻率（lǜ）0.43H，幅（fú）值為11.06μm）（如圖1）：
二維全息譜（pǔ）圖也發現異常，二（èr）維全息譜圖上表現（xiàn）為其分頻軸心軌跡與工（gōng）頻軸心軌跡接近（如圖2）：
且合成軸心軌跡紊亂，因（yīn）其振（zhèn）動頻率（lǜ）在（zài）0.43Hz-0.5Hz之間，依據西安交通大學智能與檢測研究（jiū）所編製的大型回轉（zhuǎn）機組典型（xíng）故障診斷特征（zhēng）圖（tú）冊（cè）及設備故障診斷技術等（děng）相關理論，初步診斷此故障為油膜渦動或轉子動靜（jìng）碰磨。為安全起見，隨後利（lì）用檢修機會對該台氧壓機進行了解體檢查，發現高壓缸自由端止推軸承與油環碰磨、止推軸承瓦塊外沿合金脫落（luò）（如圖3），此故（gù）障現場實際情況與（yǔ）故障診斷分析的結果基本一致。在更（gèng）換軸承後，該台氧壓機運行正常，但在運（yùn）行三（sān）個月後，頻譜（pǔ）圖又出現異常（現象與檢查前相同），該故障（zhàng）又重新出現。
3.2氧壓（yā）機止推軸承故障（zhàng）的綜合分析診斷及處理
由於離心式壓縮機結構複雜（zá）、轉數較高、所以故（gù）障的形式也就多種多樣，往往是多種故障並存。針（zhēn）對以（yǐ）上現象，技（jì）術人員（yuán）進行（háng）了認真分析（xī）。
3.2.1止推軸承的（de）結構
止推（tuī）軸承是由（yóu）6個止推塊組裝在軸承架（jià）上構成，然後分別把止推軸承組裝在軸承盒裏（lǐ）與轉（zhuǎn）子裝配，來平衡壓縮機的軸向力。軸承盒是一個密閉的腔體（tǐ），止推軸承的溫度是（shì）利（lì）用油環把油導出直接噴到（dào）溫度傳感器上來實現，油環固定不動。
3.2.2故障的綜合分析及處理
從上次檢修現場的實際情況看（kàn），止推軸承與油環碰磨是這起故障的主要原（yuán）因，在初次處理時，就加大了油環的過盈力，確保油環（huán）不動，避免止推軸承與油環碰磨，在處理後，故障仍沒有消除。為防止故障的進一步（bù）擴大，技術人員對該台氧壓機又進（jìn）行了檢修（xiū），解體檢查情況與上次相同。這（zhè）次技術人員在分析時排除了油環鬆動與止推軸（zhóu）承直接碰磨這一先（xiān）決條（tiáo）件，認真從止推軸承的（de）結構及相互裝（zhuāng）配關係入手進行檢查分析，在檢查（chá）時發現止推盤軸肩外圓有兩處深約0.3mm、寬約4mm、長約30mm的凹坑，技（jì）術人員觀察此凹（āo）坑是轉子在做動平衡時砂輪機去重時留下的（de），這兩處凹坑很小，是轉子做動平衡時的常用去重方（fāng）法，但此凹坑引起技術人員的注意，由於止推軸承、止（zhǐ）推盤、油（yóu）環裝配在一（yī）個相對密閉（bì）的腔體裏，轉（zhuǎn）子在高（gāo）速運（yùn）轉時，由於止推盤上凹坑的存（cún）在，引起潤滑油的渦動，就好比一台水泵葉（yè）輪在轉動時引起水（shuǐ）壓（yā）變化一樣，由（yóu）於潤滑油的渦動，止推軸承（chéng）就會左右晃動（dòng），致（zhì）使止推軸承外圓與油環碰磨，導致止推（tuī）軸承外圓合金脫落。在判明故障的真正起因後，該轉子返廠更換了止推盤，調整了動平衡去重的位置，返回後重新裝（zhuāng）配，運行情況良好，氧壓機運行至今，再未出現上述故障。
4 結束語
隨著設（shè）備故障診斷係統在大型設備的廣（guǎng）泛應用（yòng），技術人員在設備運行過程中可提前對機械設備出現故障的機理、原因（yīn）、部位和故障程度進行（háng）識別和（hé）診斷，並根據診斷（duàn）結論（lùn），確定設（shè）備的（de）維修方案和防範措施，設備的維修（xiū）體製也從預防維修體製（zhì）向預知（zhī）維（wéi）修體製發展，即通過對設備的現狀進行診（zhěn）斷，對設備的未來狀態進行（háng）預測，實（shí）現設備的（de）不解體診斷，為設備的維修提供了科學依據，避免了設備的過度維修節省（shěng）了維修的（de）人力和物力，有顯著的（de）技術經濟效益。
來源：《科技創新與應用》2014年第22月
