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油液監測的應用--主排風機滑動軸承的故障診斷
点击次数:1055 发布时间:2019-07-19

一、引言

  滑动轴承,在滑动摩擦下工作的轴承。滑动轴承工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下,滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触,还可以大大减小摩擦損失和表面磨損,油膜還具有一定的吸振能力但起動摩擦阻力較大。

  滑动轴承是机器设备中最常见的机械零件之一,是风机、电机等大型旋转机械中关键的摩擦副。滑動軸承的磨損形式來看,主要有輕微磨損、嚴重磨損和劃傷等形式。

  通過对大量失效滑动轴承的分析,造成非正常磨损的主因有以下几种:

  1、潤滑不良。由于設計錯誤或維護失當造成滑動軸承在工作中供油不足,致使流體動力油膜破裂並導致擦傷,最終咬死;或因爲軸承在磨合後發生外部斷油,如吸油網堵塞、油泵有缺陷、油路堵塞或泄漏和減壓閥彈簧失效等引起潤滑油循環中斷,最後造成失效。

  2、裝配不正確或中心線偏移。它會使軸承的一端或局部發生嚴重磨損並産生高溫,或由于受載不均而使磨損偏向一邊。

  3超載。由此引起的過熱使金屬發生疲勞,造成軸承表面金屬表面破碎剝落。

  4、灰塵或外界雜質的進入。大而堅硬的灰塵顆粒進入軸承間隙會將較軟的軸承表面劃傷,或者顆粒沈嵌在較軟的軸承表面上而拉傷軸頸。

  5、腐蝕。由于潤滑油中的酸性物質引起軸承表面腐蝕,形成一種有細麻點的表面和大面積的軸承材料變質。此外油中空氣泡的形成和崩潰也會導致極高的局部壓力,即所謂“氣蝕”作用,造成軸承表面局部疲勞和麻點。

二、故障診斷

  某厂有一台排风机,其主要参数为:主排风机排气量 21000m3 / min,风压 2000mmH2O,电动机功率 9300kW,滑动轴承采用铅基巴氏合金(含锡5% ~11%)衬套,它的抗镶嵌能力极好,抗烧结能力、抗腐蚀能力及容不同轴能力都比较好。

  在使用的过程中,经常对其进行油样分析,2月初,发现其直读铁谱分析数据较前几次分析数据有明显上升趋势,特别是大磨粒读数DL有大幅度增加( 表1),

  光谱分析中铅、锡元素含量较高。分析铁谱谱片上除少量正常滑动磨粒外,全长位置沉积有较多的有色金属颗粒,尺寸在 10 ~ 20µm,表面粗糙,为有粒状表面的团状物,其颜色较深,夹杂有蓝、紫色小斑点色彩,是一种有效的吸光体,在偏振光下没有明亮闪烁的光泽,在铁谱片上随机排列而沿磁力线方向排列,因而可以排除其作为黑色氧化物(FeO)的可能性。这些有色金属磨粒是来自滑动轴承上的巴氏合金,表明轴瓦有异常磨损出现,系润滑不良所致,于是对此提出警告。由于当时油液分析和振动分析是同步进行的,而振动分析结果表明各样点的振动值均在正常范围内,故点检方未采取任何措施。一個月後再次對其進行油液分析,采集了包括系統油箱在內的共計五個樣點的油樣進行全面分析,結果發現各樣點的油樣中均含有較多的巴氏合金磨料,表面有明顯熔融現象,有的甚至已經成爲球狀,軸瓦的磨損有進一步發展的趨勢,得出的結論依然是警告,並建議點檢方停機檢修,檢查軸瓦等零部件的磨損狀況。半個月後點檢方對主排風機的軸瓦進行了拆檢,發現4個樣點的滑動軸承軸瓦均有不同程度的擦傷,巴氏合金表面都有明顯的劃痕,有的還出現了龜裂和剝落現象。經更換軸瓦並作適當調整後,工作正常。

  如果任其自然發展,將很可能出現咬死現象,並最終導致電機燒毀事故。這是一例典型的通過油液監測技術能夠比振動分析技術更早地預報故障隱患的案例,當時主排風機的故障還處于初期階段,尚不至于引起大的振動值的變化,對現場所測振動值,沒有進行頻譜分析

 

鐵譜數據

分析日期

98.2.23

98.6.8

98.10.3

99.2.23

993.23

DL

4.40

4.40

2.70

29.80

15.70

DS

1.50

1.90

2.10

4.00

3.60

WPC

5.90

6.30

4.80

33.80

19.30

IS

17.11

15.75

2.88

872.04

233.53

三、結語

  滑动轴承在冶金机械中应用十分广泛,运用铁谱分析对其进行工况监测在理论上是可行的,它能够比振动分析技术更早地预报出故障的隐患,但在具体的实际应用过程中,由于其磨损量比较小,加上巴氏合金又是非铁磁性物质,而铁谱技术主要是对铁磁性物质窂摩灵敏,故其难度较大,这次通過油液监测技术准确的预报故障,是多年經驗積累所産生的效應,具有重要的實際意義。

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