彭求旺
（煤化干熄焦運行技術交流學習平臺）

一、情況簡介
干熄焦篩焦除塵風機采用金通靈公司生產的風機，配套泰富西瑪電機，于2009年10月投入運行。該風機轉子直徑2080mm,轉子重量3000kg,風機Z高轉速980r/min,采用尼龍棒柱銷聯軸器，共四道軸承。軸系結構如圖1所示。自4月24日以來，電機驅動端異音明顯，用手機對異常聲音錄音，如下。

圖1 軸系簡圖

二、原因分析
用頻譜分析儀對電機驅動端數據進行采集，數據如下：
1、加速度、速度波形出現轉速頻率間隔的沖擊。特別是速度波形也出現轉頻間隔沖擊，這就意味著故障已經進入比較嚴重的階段。

圖2 加速度波形

圖3 速度波形

2、頻譜以轉速頻率的諧波為主，甚至出現20X以上的轉速頻率諧波。

圖4 速度譜

從頻譜來分析主要偏向于三類故障。
1、尼龍棒柱銷聯軸器磨損產生的噪音。
2、軸承故障，這里指軸承有明顯的故障缺陷，比如圈、外圈上有磨損、剝落。
3、軸承在軸承座中松動或內圈與軸承之間配合不良引起的噪音（跑圈，包括內圈和外圈，這里強調的是松動）
首先對噪聲產生的部位進行分析，排除噪聲由尼龍棒柱銷聯軸器磨損產生。原因有如下幾點：
1、聯軸器下方無尼龍棒碎屑。噪音近兩天才出現，如果由聯軸器磨損導致，其下方地面上必然有白色碎屑。
2、在風機驅動端軸承側處傾聽，并未聽到異音，在電機驅動端和電機中部異音明顯。
3、聯軸器解體后也證實了上述判斷。解體后雖發現有磨損，但其痕跡都是以前留下來的，尼龍棒柱銷都已發黑，未發現Z近磨損的跡象。
4、聯軸器柱銷更換之后異音并未消失或減小。
綜上幾點，可以排除噪聲由尼龍棒柱銷聯軸器磨損產生。
至于軸承故障，雖然現場振動幅值不大，在頻譜上也未發現軸承元件（內圈、外圈、保持架、滾動體）故障頻率，但前期由于缺乏風機監測數據，但在分析問題特別是軸承故障問題時，強調的不是幅值而是頻譜中的頻率成分。事實上，軸承故障末期，其軸承故障頻率常常開始下降，到Z后頻譜變為1X轉速頻率的諧波頻率。所以在這一點上無法排除。
但第三點原因，存在轉速頻率諧波時，故障可能是軸承在軸上松動或在軸承座松動的信號，這均指向軸承，因此建議解體檢查軸承。
從噪聲來分析，現場有維修人員認為電機可能存在掃膛，但個人認為異音已經存在數天，如果真是由掃膛導致，電機應該堅持不了那么久。
5月份定修，軸承更換后異音消失，但更換人員反饋軸承無缺陷，由于不在現場更換，未參與整個更換過程。因此對于第二點軸承故障可以排除。事實上，軸承在軸上松動或在軸承座松動，軸承本身是沒有實際缺陷的，但跑圈有可能導致災難性的損壞，甚至在很小的振幅下也是如此。嚴格地講，滾動軸承的技術狀況應在專用的軸承檢查儀上進行鑒定，也可用百分表對軸承進行一些數據測量，以確定其能否繼續使用。對于一般的維修廠來說，不具備這樣的儀器和量具，但可以用積累的經驗和竅門來對軸承進行檢驗與判斷。
觀察法：用眼睛直接對滾動軸承進行觀察，其內外滾道應呈一條光潔發亮的圓弧形溝槽，沒有剝皮和任何磨損；所有滾動體的表面應光滑，表面無斑點、裂缺和剝皮脫層等現象，同一軸承的滾動體大小一致，磨損均勻；保持架應無破損、無損傷、不過于松曠，與滾動體間隙不能過大。在觀察中，不管發現哪一件有問題，都不宜繼續使用。
手感法：新軸承的內外座圈與滾動體的間隙一般在0.005-0.01mm之間。對已使用過一個時期的滾動軸承，可用手指捏住內座圈，進行軸向晃動，若無聲響，說明可繼續使用；若有明顯的曠動聲響。說明其間隙已超過了0.02mm，應予修理或更換。
轉動法：用一手持軸承內座圈，另一只手轉動外座圈，若軸承轉動靈活無卡滯，而徑向晃動又感覺不出任何間隙，該軸承可繼續使用。若轉動不靈活，可能是內外座圈滾道或是滾動體有剝皮或其他損傷；若轉動時響聲過大，說明軸承已嚴重磨損，均應予以更換。
為對滾動軸承做出正確判斷，檢驗時應將上述三法結合起來進行。對于錐形滾柱軸承，還應觀察移動體是否落于外座圈的中間，若有前移，不應超過1.5mm。否則，應予更換。對于使用過的滾動軸承，內外滾道軸承，內外滾道與滾動體的間隙不得超過0.06mm，超過此限者應予更換。
Z后想說一點的是，如果以更換軸承發現無缺陷的反饋來作為原因分析就會誤認為判斷失誤，實際上，明確判斷故障診斷正確與否，主要不是故障消除與否，而是故障生成機理、現象、特征能給出圓滿解釋，使故障歷史得以再現，故障診斷才算正確。在現場故障消除過程中，很多時候還存在有意消除故障，實際是無意取得的效果，旁人會以為故障診斷正確，當做經驗傳承。