石油/化工通用機(jī)械GM|GM in Petroleum & Chemical Industy基于尖峰能量的循環(huán)水泵軸承故障診斷中國石油廣西石化分公司(欽州 535008) 別中正李奇峰[摘要]介紹了尖峰能量分析原理，采用BH550提供了尖峰能量分析方法。實(shí)際應(yīng)用表明，尖峰能量分診斷儀成功診斷出廣西石化循環(huán)水泵軸承故障，驗(yàn)證了析優(yōu)于常規(guī)分析方法，可以有效地識(shí)別出滾動(dòng)軸承早期尖峰能量分析優(yōu)于常規(guī)分析方法，利用gSE值可以有效故障。地判斷出滾動(dòng)軸承的故障程度，利用gSE譜可以準(zhǔn)確判斷出故障發(fā)生的部件。二、尖峰能量(gSE)分析原理[關(guān)鍵詞]尖峰能gSE譜 滾動(dòng)軸承故障 診斷不平衡、不對(duì)中和機(jī)械松動(dòng)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械常規(guī)故障信號(hào)往往集中在低頻段(如2kHz以下)，滾動(dòng)軸承等出現(xiàn)表面剝落、裂紋、銹蝕和壓痕等故障時(shí)，其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生非常尖銳的時(shí)域脈沖信號(hào)，這種脈沖信號(hào)往往集中在高頻段，因共幅值通常比上述低頻振動(dòng)信號(hào)的-、前言幅值低得多，所以極易被一般機(jī)械故障如不平衡、不對(duì)循環(huán)水泵是石化企業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的一種設(shè)中等產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)所掩蓋。備，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響到企業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)為了有效提取滾動(dòng)軸承故障信息，如圖1所示，行。滾動(dòng)軸承是循環(huán)水泵較易發(fā)生故障的零部件之一，gSE分析時(shí)，首先采集機(jī)組振動(dòng)的加速度信號(hào)，然后，對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行定期檢測(cè)和故障診斷，具有重要的現(xiàn)實(shí)用高通濾波濾除掉振動(dòng)信號(hào)中的低頻成分，而保留高頻意義。段的滾動(dòng)軸承故障信號(hào)成分。將濾波信號(hào)通過- -個(gè)峰值所謂尖峰能量(Spike Energy)就是“短瞬間內(nèi)金振動(dòng)信號(hào)含六個(gè)高通濾波信號(hào)屬碰撞和隨機(jī)振動(dòng)所產(chǎn)生的通過機(jī)器的結(jié)構(gòu)外傳的振動(dòng)帶通速波器能量”。尖峰能量分析方法包括尖峰能量(gSE) 值.LIL二kH2gSE譜等。gSE值對(duì)滾動(dòng)軸承故障非常敏感，當(dāng)故障還處于早期微弱階段時(shí)，gSE值就會(huì)有明顯增大:利用gSE譜則可以較準(zhǔn)確地確定滾動(dòng)軸承故障發(fā)生的部件。峰值檢波器能量講能廣西石化從2010年開始利用北京博華信智公司的一通.|幅BH550巡檢分析診斷儀對(duì)各裝置的循環(huán)水泵、風(fēng)機(jī)等進(jìn)Hz行定期離線巡檢，該診斷儀除了具有常規(guī)的時(shí)域、頻域中國煤化工分析，趨勢(shì)分析等方法外，特別針對(duì)滾動(dòng)軸承故障診斷MHCNM HG2011年 第1期www.yjx.netGM遏用機(jī)董47.|GM石油/化工通用機(jī)械GN in Peroleum & Chemical Industy檢波器，輸出信號(hào)是- -鋸齒形信號(hào)波形，該信號(hào)是從原式中D_節(jié)圓直徑;始振動(dòng)信號(hào)中提取出的軸承發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生的周期性沖d-滾動(dòng)體直徑:擊信號(hào)，稱作包絡(luò)波形，通過進(jìn)一步處理， 可得到峰值β-接觸角;能量的通頻幅值(gSE值) 和峰值能量譜(gSE譜) 。z-滾珠數(shù);gSE值反映了軸承故障沖擊信號(hào)能量的大小，根據(jù)一軸的轉(zhuǎn)速頻率。經(jīng)驗(yàn)，制定了滾動(dòng)軸承狀態(tài)評(píng)價(jià)的gSE值標(biāo)準(zhǔn)，見表1。表1 滾動(dòng)軸承狀態(tài)gSE值標(biāo)準(zhǔn)四、應(yīng)用實(shí)例狀態(tài)優(yōu)正常報(bào)警危險(xiǎn)2010年12月，利用BH550診斷儀成功診斷出廣西石gSE值2-55~15化重油催化裂化裝置循環(huán)水泵軸承故障，為機(jī)組維修節(jié)由gSE譜可以精確地得到滾動(dòng)軸承缺陷部件的故障約了時(shí)間。機(jī)組測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示，利用BH550診斷頻率。gSE譜的獲得過程如圖2所示。儀定期采集該機(jī)組振動(dòng)速度信號(hào)和加速度信號(hào)，采集時(shí)，泵轉(zhuǎn)速1 485r/min,采樣頻率20 000Hz,采樣點(diǎn)數(shù)gSE$ 71 024。.(a)軸承外閹缺陷故障的高通濾波時(shí)間波形子gSE一臺(tái)透平常瑞可速(b)峰值檢波后的時(shí)間波形凱瑞+串串泵gSE$12f7(c)峰值能量譜(gSE譜)圍3機(jī)組測(cè)點(diǎn)1~8圈2 gSE譜 的獲得過程2010年12月7日，巡檢人員從BH550客戶端分析系注: T -軸承外圓缺陷沖擊周期:統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，循環(huán)水泵測(cè)點(diǎn)的加速度信號(hào)時(shí)域波形均呈現(xiàn)明f-軸承外圓缺陷頻率, fI/T。顯的周期性沖擊，如圖4所示，由波形特征初步判斷,由圖2可以看出，gSE譜中最大幅值的譜線對(duì)應(yīng)的循環(huán)水泵滾動(dòng)軸承可能存在故障。頻率f即是軸承出現(xiàn)故障部件的故障頻率，將其與標(biāo)準(zhǔn)的故障特征頻率值進(jìn)行對(duì)比，即可判斷出軸承出現(xiàn)故障50的部件。三、滾動(dòng)軸承故阿特征頻率量-60-不同型號(hào)的滾動(dòng)軸承，其各個(gè)部件都有不同的故01224364860728496108120132144156618304254667890102114126138 150160障特征頻率。計(jì)算方法如下:時(shí)間t/ms外圈故障特征頻率圖4 7H測(cè)點(diǎn)加速度信號(hào)時(shí)域波形f=;Z (D-dcosβ) /2D(1)內(nèi)圈故障特征頻率對(duì)6個(gè)測(cè)點(diǎn)的速度信號(hào)通頻趨勢(shì)圖進(jìn)行分析，如圖f=fZ (D+dcosβ) /2D5所示，可以看出，該泵各測(cè)點(diǎn)自2010年11月8日至12月滾動(dòng)體故障特征頻率9日振動(dòng)趨勢(shì)中國煤化工按ISO 10816f=f, (D+dcosβ) (D- dcosβ) ID(3)- 3振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)MYHCNMHG軸承故障可能48www.yjx.net 2011年第I1期GM遇用機(jī)械.