蓝宏斌，潘亮明
摘要：针对轴流涡轮风机在运行中多次出现自动跳停机的故障，进行振动频谱分析，找到了故障部位和原因，用于指导检修，避免了一起设备事故。同时总结出该风机滚动轴承损坏的特征和规律。
关键词：风机；振动；滚动轴承；频谱特征
中图分类号：TH432.1文献标识码：B
我公司氧化铝厂蒸发车间有两台芬兰产的高速、大型、变频调速风机6016和6026，属于轴流涡轮悬臂式。2003年两台风机运行7315h，设备利用率达83.5%，运行很平稳。但2004年1月后6016风机振动异常，轴承座的在线测振仪表显示，当风机转速在2600r/min以上时，振幅由平时小于2.5mm/s上升至6mm/s以上。1周内共发生三次振值超过11mm/s而自动跳停机的事故，此后不得不调低转速运行。
一、风机及测量仪器简介
1．风机机组由电机、轴承座、叶轮、集中润滑油站组成，见图1、表1。
表1
2．测量仪器
两台风机都配有在线测振系统（以下简称“在线仪”），能测量振动速度有效值，但不能进行频谱分析。另有VB3000和PL302便携式振动数据采集器各一台。
二、数据采集及故障分析
1．数据采集及初步分析
2004年2月10日测量风机，数据如表2。
表2单位：速度有效值mm/s
转速大于2600r/min后，用在线仪测量bear-L-ob-H测点，幅值明显上升，但用数采器测幅值上升较小。由于两台数采器一为新购置，为刚重新标定，故无须怀疑其性能。开始怀疑6016风机的“在线仪”异常，但与6026风机的“在线仪”互换，风机幅值仍明显上升（而且数据几乎相同）。
“在线仪”与数采器二者所测数据为何有如此大的差别，经分析，“在线仪”的传感器与轴承座系用螺栓固定联接，旋入深度20mm，故很容易应到滚动轴承的振动，而数采器测量的是轴承座外表面，滚动轴承的振动被大大衰减，传到轴承座表面的能量很小。
通过幅值测量，初步诊断bear-L-ob-H测点（靠叶轮端轴承）有故障。
2．频谱分析
观察频谱，发现一些具有滚动轴承故障特征的频谱。
图2是6016风机侧轴承座在转速为3090r/min时测得的频谱图，2~3kHz处波峰明显。
图3为6016电机侧轴承座频谱图，在2kH处有不太大的波峰，可能系靠叶轮端轴承传递而来。图4为同时测得的靠叶轮侧轴承座频谱图，高频段波峰明显。
另外，正常的滚动轴承，其频率成分多集中在800Hz以下，轴承疲劳后，这部分的变化并不十分显著。但在500~3000Hz的中频带，皆出现值群。研究表明，其中心频率与被测轴承外圈及外壳形成的振动系统的一阶径向固有振动频率有关。据此，可以有把握地判断风机的滚动轴承已经发生早期或中期故障。
3．验证
2月11日，6016风机轴承座发出异响，紧停机并立即更换了一台新的轴承座。开机后，在3300r/min时三台仪器测得幅值都是1.7mm/s，频谱图在中频带也没有峰值群。
换下来的轴承座，润滑油里含水，底部润滑油轻度乳化，可能是因轴承座顶部的入孔密封不严漏进雨水所致。用手转动故障轴承外圈，明显感到有冲击振动，冲击声清晰可闻，故肯定轴承已损坏。
参考文献：
黄文虎，夏松波，刘瑞岩等．设．北京：中国科学技术出版社．