趙 翔 邵 寅 蔡 舸

(無(wú)錫市計(jì)量測(cè)試院 江蘇無(wú)錫 214101)

某造紙企業(yè)電機(jī)在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)電機(jī)振動(dòng)大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用電機(jī)做運(yùn)行測(cè)試并進(jìn)行典型性現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及分析。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平、垂直及電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端的加速度波形圖分析出故障原因并通過(guò)其他檢查驗(yàn)證查明故障，針對(duì)該故障給出對(duì)應(yīng)故障處理辦法[1]。

一、電機(jī)及泵體結(jié)構(gòu)

電機(jī)及泵體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 電機(jī)及泵體結(jié)構(gòu)圖

（一）電機(jī)技術(shù)參數(shù)

額定轉(zhuǎn)速：745r/min

潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑

連接方式：聯(lián)軸器

應(yīng)用負(fù)載：?jiǎn)渭?jí)離心泵（臥式）

控制系統(tǒng)：0.4KV供電，西門(mén)子變頻器驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)

（二）軸承故障頻率

內(nèi)圈特征頻率：60.47Hz

外圈特征頻率：38.86Hz

滾動(dòng)體特征頻率：54.63Hz

保持架特征頻率：4.84H

二、故障診斷

（一）第一階段

采用振動(dòng)測(cè)量分析系統(tǒng)對(duì)該電機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，記錄電機(jī)驅(qū)動(dòng)端垂直方向、軸向、水平方向及電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端垂直方向、水平方向的加速度波形。

圖2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端垂直方向加速度波形

圖3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸向加速度波形

圖4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向加速度波形

圖5 電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端垂直方向加速度波形

圖6 電機(jī)非驅(qū)動(dòng)端水平方向加速度波形

從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試所得加速度波形圖可見(jiàn)，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，加速度譜中呈現(xiàn)規(guī)律性的明顯沖擊，加速度幅值異常高。

（二）第二階段

圖7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向包絡(luò)波形

圖8 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端水平方向包絡(luò)頻譜

圖10 電機(jī)驅(qū)動(dòng)端垂直方向包絡(luò)頻譜

該電機(jī)額定轉(zhuǎn)速為745r/min，換算得出轉(zhuǎn)頻為12.42Hz，在軸承包絡(luò)譜中，判讀到轉(zhuǎn)頻為10.63Hz，電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速約為638r/min，包絡(luò)譜中存在33.75Hz及其倍頻，結(jié)合實(shí)際轉(zhuǎn)速，電機(jī)振動(dòng)主要頻率為軸承外圈故障頻率。該電機(jī)為變頻電機(jī)，從故障頻率及現(xiàn)場(chǎng)聽(tīng)診分析，懷疑軸承軸電流電蝕損傷。

（三）第三階段

1.電機(jī)軸電壓檢查

圖11 電機(jī)軸電壓測(cè)試圖

變頻電機(jī)出廠前廠家已對(duì)軸系做絕緣處理，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軸電壓同出廠數(shù)據(jù)不符，交直流有效值約為3V。

2.絕緣端蓋檢查

圖12 絕緣端蓋檢查圖

絕緣端蓋污漬明顯，表面存在大量油污，被污染的油導(dǎo)電。

圖13 測(cè)試絕緣端蓋絕緣電阻圖

電機(jī)絕緣端蓋絕緣內(nèi)嵌套使用螺栓緊固（外層螺栓），該螺栓做絕緣隔離處理，檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)被拆解過(guò)，外層固定絕緣內(nèi)套的螺栓絕緣墊片缺失，對(duì)絕緣內(nèi)套同電機(jī)端蓋做電氣測(cè)試，發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)套已失去絕緣作用。

三、故障診斷及處理

故障診斷：電機(jī)變頻應(yīng)用，絕緣端蓋的拆裝導(dǎo)致關(guān)鍵附件缺少，致使電機(jī)整機(jī)軸系絕緣失效，具有較高的軸電壓，高頻軸電壓擊穿軸承油膜后形成軸承電蝕，導(dǎo)致軸承內(nèi)外圈出現(xiàn)損傷。

故障處理辦法：修復(fù)絕緣端蓋絕緣狀態(tài)，清洗NDE端端蓋，對(duì)絕緣內(nèi)套同端蓋接縫做固態(tài)封堵處理，更換DE端軸承，對(duì)軸安裝接地碳刷并可靠接地。

四、結(jié)束語(yǔ)

電機(jī)故障診斷得按照三步走：

1.查明電機(jī)技術(shù)參數(shù)。

2.結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的電機(jī)驅(qū)動(dòng)端、非驅(qū)動(dòng)端加速度波形及頻譜圖與電機(jī)額定技術(shù)參數(shù)對(duì)比分析判斷出大致故障原因。

3.結(jié)合該故障原因，進(jìn)行下一步測(cè)量分析以驗(yàn)證第二步故障分析判斷是否正確，得出最終的故障診斷結(jié)論。