大型交流电机轴承座振动分析

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  24823 次点击
贺宙彪,孙保芹
摘要:本文运用振动检测方法对造成1.6MW交流电机轴承座振动的原因进行分析,并从根源上采取措施,从而控制了恶性事故,满足了生产要求。
关键词:轴承;交流电机;振动;检测
安阳钢铁公司第一轧钢厂型材机组的500机列设备由轧钢机、齿轮座、减速机、电机组成,设备布置如图1。
图1机列布置示意图
功率1.6MW、转速592r/min的交流电动机驱动减速机;减速机中心距为1400mm,采用滑动轴承支撑,齿轮副的小齿轮齿数z1=29,大齿轮齿数z2=171;减速机带动500人字型齿轮座中轴转动;齿轮轴通过万向节带动三辊开口式型轧机运转。
近年来,随着新品种相继开发和产量不断增加,500主机列生产负荷不断加大,故障也随之增加。2003年2月,1400减速机高速轴发生烧瓦事故,抢修时发现轴颈磨损。更换轴瓦后,1.6MW电机轴承座出现异常振动,导致负荷端轴承座振裂。检修电机时,考虑到轴承座振动大,遂将电机轴瓦顶间隙稍稍加大。减速机高速轴受力分析表明,过钢时高速轴受到轧制力作用要上升,故在重新找正时使电机中心高出减速机中心0.15mm,以平衡减速机受力时的上浮。做此调整后电机轴承座振动仍严重,额定电流下振动较小,超过200300A时振动相当严重,同时伴有丢转现象。振动有一定的周期性,咬钢时冲击振动增大,每次振动高峰持续34s。
一、振动数据采集
检修时多次检查电机与减速机联轴器对中性,偏差均不大于0.5mm,因此对轴承座振动影响不大。
我们用武汉立德公司的数据采集器,采集电机两轴承座的振动数据,谱图如图2所示。可以看出:(1)9Hz左右的转频幅值特征明显;(2)3X、5X倍频比较明显。同时观察到振动较大或超负荷时电机发出低沉轰鸣声;在过临界转速区时振动无明显变化。
图2轴承座分析谱图
二、原因分析
1.9Hz左右的转频幅值判定为转子不平衡造成。检修时,将电机转子水平放置,调整好水平后,再旋转90°检验,发现转子向下弯曲。
2.减速箱输入端联轴节部分间隙过大。9Hz左右的转频及其3X(28Hz)、5X(45Hz)幅值较大,是松动的特征。这是因为所用弹性柱销联轴器销孔直径50mm,而橡胶棒直径仅有46mm,因而造成配合间隙过大。
3.减速箱齿轮啮合间隙较大。啮合频率的带宽窄,冲击能量集中,易造成齿裂。280Hz左右的频率及其2X(559Hz)幅值较大。拆检发现,齿顶间隙大,轮齿磨损。
三、解决措施及效果
1.对电机转子进行动平衡。
2.更换电机与减速机的弹性柱销联轴器,并找正。
3.橡胶棒的直径改为47.5mm。
4.调整减速机两轴,保证齿顶间隙,同时确保两轴平行。
5.更换电机负荷端轴承座。
经解体检修减速机、电机轴瓦及人字齿轮座,更换电机轴瓦座、弹性联轴器、齿轮座中轴轴瓦和下轴瓦;对各轴瓦进行研配;调整减速机齿轮副间隙;对各联接轴找正,并对电机转子进行动平衡。修好后试车,轴承座振动消除,运行状态良好。
参考文献:
廖伯瑜.机械故障诊断基础.冶金工业出版社.

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