河南新乡煤破碎机振动分析报告

来源:未知日期:2019/04/27 14:35 浏览:
河南新乡煤破碎机振动分析报告
一、概况
破碎机,配套、电机,于2011年投入运行。该破碎机重量37800kg,电机功率900kw,转速为750r/min,电机和破碎机采用液力耦合器连接,共六道轴承。设备结构如图1所示。自11月份来,整个破碎机组振动较大,空载时,电机非驱动端振幅就已达到14mm/s(500μm),为分析破碎机在运行过程中振动较大的原因,决定对其进行振动频谱检测,查找振动原因并提出检修建议。
三、频谱分析
在现场进行简易测振后,结合备煤技术人员反映各轴承垂直方向振幅并不大,主要集中在水平方向,因此将传感器布置在1、2、3、4水平方向(同时采集加速度、速度、位移频谱)作为分析对象,启动瞬间的频谱受仪器限制无法测量,仅对破碎机空载时进行测量,得到频谱如下:
三、诊断分析
从各点振幅的分布可以看出机组振幅最大部位主要集中在电机非驱动端(1)与驱动端(2),破碎机非驱动端次之,驱动端最小。
备煤作业区曾将电机与破碎机脱开,在未紧固固定螺栓的情况下将电机单试,电机轴承振动正常,最大值2mm/s以下(作业区领导告知),这就表明电机本身平衡不存在问题,将破碎机连上以后振动显著增大,这可能是由以下两方面引起的:1、电机存在匝间短路等电气故障,破碎机连上后电流、负载升高,导致电机振动加大;2、激振力来自破碎机,破碎机的振动通过液力耦合器传递给电机,导致电机振动加大。对于第一条原因比较好理解,对于第二条原因也许有人会质疑,既然振动是破碎机传递过来的,为什么电机振幅比破碎机振幅还大,这就得从振动故障原因说起,引起机组振动故障原因总的来说只有两个,一是支撑动刚度不足,二是激振力大。(A=P/K 其中A表示振幅,P表示激振力,K表示部件动刚度,从式中就可以看出轴承振幅与激振力成正比,与动刚度成反比)。由于电机采用端盖式支撑轴承座,且座落在钢结构上,与破碎机落地式轴承相比,其刚度相对较小,破碎机出现故障时,就容易出现电机振动比破碎机振动更大的现象。
对于第一条原因来说,首先须排除,虽然从临近的另一台破碎机的振幅分布相近的情况来看,我更倾向于后者,但从诊断的严密性来说,首先须对第一条进行肯定的排除,才能进行下一步的分析工作。
对于第二条原因引起的破碎机振动大,主要从支撑动刚度和激振力两方面方面进行排除分析。
1、对于轴承振动来说,支撑动刚度(不单指地面基础,包括轴承座、轴承盖、、钢结构、基础台板、基础横梁)包括结构刚度、共振、连接刚度三个要素组成。首先检查了破碎机落地式轴承各点的差别振动,差值均不大,且作业区在检修过程中对地脚以及固定螺栓都进行了紧固,此点可排除。受设备运行以及仪器限制无法进行转速试验以及敲击试验,因此共振与结构刚度无法排除。但从消振来说,增加其结构刚度非常困难,例如2014年省电科院专家在涟钢授课时曾介绍大机组轴瓦,支撑动刚度明显偏低,很多地方对结构刚度进行了加固,企图减少轴瓦振动,均没有取得明显效果。最后消振还是从降低激振力入手,因此从现场诊断来说,无需进一步查明轴承动刚度。前面有机动部专家分析,设备的基础存在问题,因缺乏依据我无法表示赞同或否认,但专家仅从基础的支柱振动大(支柱振幅5.6mm/s,电机非驱动端轴承14mm/s)就做出基础有问题的结论,我觉得还有待商榷,2012年干熄焦汽轮机因主油泵碰磨导致机组振动大,同时运转平台振感明显,平台支柱、周围栏杆包括疏水平台全部产生共振,后将碰磨处理后,平台包括支柱振动消失。
2、激振力
①轴承问题
电机非驱动端轴承与驱动端轴承型号23152、NU238,破碎机轴承型号是6040,转速为750rpm,经计算其:
外圈特征频率BPOF=118.4;71.27;76Hz
内圈特征频率BPIF=147.5;103.7;99Hz
滚动体特征频率BSF=96.62;65.11;94Hz
保持架特征频率FTF=5.5;5.087;5.375Hz
从时域波形图可以看出波形不存在周期性的冲击,虽然从加速度频域来看,出现高频峰群,虽然没有液偶轴承型号,无法计算,但结合峭度以及速度谱(频谱比较干净,未出现轴承故障特征频率)来看,但轴承问题应该可以排除。
②从2x的幅值来看不对中基本可以排除(最好有检修数据)。
③液力耦合器更换新的,因此存在不平衡的可能性比较小。
④破碎机存在不平衡,依据如下:
A. 电机和破碎机驱动端与非驱动端测点速度谱和位移谱均以工频振动为主,其他成分可以忽略不计。
B. 速度波形以及位移波形非常干净。
C. 水平方向振动明显大于垂直方向。
四、建议
1、有条件的情况下,最好采集一次相位以及做一次停机测试,获取伯德图,对不平衡进行进一步确认(因数采仪有问题,此次数据通过便携式仪器获取,无法进一步测量)。
2、现场动平衡,从现场观察情况来看,似乎不具备现场动平衡的条件,破碎机转子具有一定的轴向长度,预计单平面无法实现,而电机侧似乎只有一个风扇处可以加重,且在外伸端。建议联系有经验的专家。
3、更换破碎机转子,但工作量非常大。
4、加固基础,从理论上可行,但从现场反馈的情况来看,效果甚微,如果一定要动基础,建议请人做一个ODS(工作状态下的结构变形分析)。下面通过一个QQ群讨论的案例进行说明:
某厂一台风机,支撑基础框架下带弹性减震基础,测得基础框架的振动最大约81mm/s,电机的振动最大约22mm/s,风机的振动最大约10mm/s,电机与风机的频谱均以一倍频为主,当时群里的人普遍认为是刚度问题,建议加固处理,进行ODS模态测试(如图2,本应是动图,word不支持),结论也是结构刚度有问题,对基础加固以后,效果甚微,后业主认为电机有问题,更换后振幅最大约2mm/s。实际上此案例的原因分析应该是准确的,但对于现场加固基础往往十分困难,此案例最终的处理方式还是通过降低激振力予以解决的。
5、对关键性设备,特备是单机设备,应该建立长期的趋势分析,采用精细点检,否则会给后续的分析带来很大的困难。
6、关键设备的检修须专人负责,对所有检修数据负责,通过相关的检修数据才好更好的排除问题。

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