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【实例】九星绝缘轴承正确安装的重要性

2020-04-23 浏览次数:
21M840挤压机组是广州某公司乙烯厂聚乙烯车间的主要设备,其运行状况直接影响到装置的平稳运行;该机组齿轮泵电机型号为KA7407L-CBT19-2,额定功率500kW,通过变频器根据负荷调节转速,转速范围为(92~992)r/min,两端轴承型号为九星6322M/C3V3031A绝缘轴承
2018年10月份21M840挤压机组齿轮泵电机轴承出现严重的轴电流损伤失效导致电机不能正常运行,车间将两端轴承由6322标准轴承更换为九星6322M/C3V3031A绝缘轴承。该电机一直运行良好。2019年5月车间对21M840挤压机组齿轮泵电机检修更换两端轴承,2019年6月23日该电机联轴端轴承开始出现明显异常声响,电机非联轴端轴承处异常声响相对较小,两端轴承温度略有上升但小于75℃的轴承运行温度标准,车间技术人员怀疑电机轴承装配存在问题或者轴承质量存在问题,立即组织人员对该电机进行现场振动测试和故障诊断。
现场振动测试和故障诊断
振动故障诊断技术人员采用VM-63便携式测振仪、AX双通道数采仪、冲击脉冲轴承检测仪对21M840挤压机组齿轮泵电机轴承座进行现场振动测试,壳振烈度标准采用石油化工旋转机械振动标准SHS 01003-2004(功率大于300kW,正常标准为小于/等于4.5 mm/s,停机标准为大于11.2 mm/s),具体振动测试数据见下表1:
依据石油化工旋转机械振动标准SHS 01003-2004,21M840挤压机组齿轮泵电机振动正常,振动评级为B;但电机联轴端冲击能量较大,对电机轴承振动进行频谱分析。
电机非联轴端水平方向振动频谱图
电机联轴端水平方向振动频谱图
电机非联轴端轴承冲击谱图
从上图1、图2轴承频谱图可以看出,21M840挤压机组齿轮泵电机联轴端轴承和非联轴端轴承各转频分量振动值较小,但在高频部分存在以35Hz为间隔的振动频率带,表明齿轮泵电机轴承存在一定故障。
21M840挤压机组齿轮泵电机联轴端振动冲击值较高,轴承冲击谱(上图)上出现明显34.4Hz频率成分及0.5倍、1倍、1.5倍、2倍、2.5倍的轴承外圈故障频率,分析认为电机联轴端轴承外圈存在缺陷。
电机非联轴端轴承的冲击值较联轴端轴承小但也超标,出现这种情况有两种可能原因,一种可能是由电机联轴端传递过来的,另一种可能是电机非联轴端轴承的轴承外圈也存在缺陷。因此,鉴于21M840挤压机组齿轮泵电机轴承目前已出现异音,结合齿轮泵电机轴承振动频谱和冲击能量谱的分析,建议车间根据情况择机对齿轮泵电机轴承进行停机检修。
现场检修及处理措施
车间于2019年7月对21M840挤压机组齿轮泵电机进行检修,电机轴承检查情况如下:
 
a. 电机联轴端及非联轴端轴承外圈外表面有变色,可能是由高温引起的。
 
 
b. 电机轴承外圈与滚动体接触部位均匀分布有规律的间隔很小的凹槽,分析认为是由轴电流引起。
 
c. 电机轴承滚动体、保持架、内圈均完好

分析认为21M840挤压机组齿轮泵电机轴承产生异常声响是由于轴承外圈失效产生的,而轴承外圈失效是因为电机产生轴电流导致的轴承损伤引起的,但是该电机轴承均采用九星 6322M/C3V3031A绝缘轴承,为什么还会出现如此严重的轴电流损伤失效故障呢?
车间在2019年5月的检修中只对齿轮泵电机两端轴承进行了更换,其他方面未进行检修处理,因此可能由于两种原因造成此次电机轴承的快速失效:一是此次更换的绝缘轴承在质量上存问题,二是此次检修中绝缘轴承的安装存在某些问题。此次更换的绝缘轴承与之前使用的为同一批次的绝缘轴承,因此绝缘轴承在质量上存在问题的可能性很小。
 
由于绝缘轴承在安装比一般的轴承安装要求更严格,如果在某一个安装环节出现纰漏,就会使绝缘轴承失去应有的绝缘效果,最终快的速导致电机轴承损伤失效。对失效的轴承外圈绝缘涂层进行检查,发现电机联轴端绝缘轴承外圈绝缘涂层存在几处损伤,这很有可能是在安装时造成的,最终导致绝缘轴承不能起到隔绝轴电流的作用,使绝缘轴承的使用寿命极其短暂,运行1~2月便出现轴承温度升高、振动声音增大,严重影响装置的安全生产,轴承的快速损坏及维修更换也带来一定的济济损失。因此,装置高度重视此次21M840挤压机组齿轮泵电机绝缘轴承轴电流损伤快速失效故障。
为消除21M840挤压机组齿轮泵电机绝缘轴承轴电流损伤失效故障,车间严格按照要求安装绝缘轴承,齿轮泵电机运行至今状态良好(下表),保证了21M840挤压机组的长周期平稳运行。
变频电机比较容易产生严重的轴电流,使用绝缘轴承可以有效防止轴电流造成轴承损伤,提高电机运行的可靠性和运行时间,但在使用中需严格按照要求安装绝缘轴承,防止损伤绝缘轴承的绝缘涂层,否则不能起到应有的作用。