基于尖峰能量的循环水泵轴承故障诊断.pdf

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1、石油，化I通甩机械G鼍峨、GMinPetroleum＆Chemit'a／hldH{㈣l基于尖峰能量的循环水泵轴承故障诊断中国石油广西石化分公司(钕州535008)别中正李奇峰【摘要l舟绍7史峰能量分析原理．采用BH550母断仪成功毋断出广西石化循环啦泵轴承故障，验证T生峰能量分析优于常规分析方法，利用gSE值可以有效地判断出滚动轴承的故障程度．利用gSE谱可以准确判断出故障发生的部件。【关键调】是峰能gSE谱滚动轴承故障诗断一、前言循环水泵是石化企业中应用非常广泛的一种设备．其运行状志的好坏直接影响到企业生产的正常运行。滚动轴承是循环水泵较易发生故障的零部件之一．对

2、滚动轴承进行定期检测和故障诊断，具有重要的现实意义。所谓尖峰能量(SpikeEnergy)就是“短瞬间内金属碰撞和随机振动所产生的通过机器的结构外传的振动能量”。尖峰能量分析方法包括尖峰能量(gSE)值ggE谱等。gSE值对滚动轴承故障非常敏感，当战障还处干早期微弱阶段时，gSE值就会有明显增，k，利用gSE谱则可以较准确地确定滚动轴承故障发生的郎件。广西石化从20108开始利用北京博华信智公司的BH550巡检分析诊断仪对各装置的循环水泵，风机等进行定期离线巡捡，该诊断仪除了具有常规的时域、频域分析，趋势分析等方法外．特别针对滚动轴承故障诊断提供了尖峰能虽分析方法。

3、实际应用表明．尖峰能量分析优干常规分析方法，可以有效地识别出滚动轴承早期故障。=，尖峰能量(gSE)分析原理不平惭不对中手¨机械松动等旋转机械常规故障信号往往集巾在低频腔(女112kHz以下)．滚动轴承等出现表而剥藩、裂纹、锈蚀和压痕等故障时，其运转过程中会产生1E常尖锐的时域脉冲信号，这种脉冲信号往往集巾往高额腔，因#幅值通常比上述低频振动信号的幅值低得多．所以极易被一般机械敞障如不平衡、不对中等产串的振动信号所掩盖。为了有敛提取流动轴承故障信息，如图】所示．ggE分析时，片先采集机组振动的加速度信号，然后，州高通滤波滤除掉振动信号中的低频成分，而保留高频段的潦动

4、轴最敞障信号成分。将滤波信号通过个峰值蔺一网一阍匪图1gSE信号分析过程。I；I．篇ww。w景嘿47蚓年$lⅫ‘"、删．f-、·Gl^石曲，佬I通甩机械lIr、l⋯～tr．／eum＆Chmi蛐¨ndmto检波器，输出信号是一锯齿形信号波形，该信号是从原始振动信号中提取出的轴承发生故障时产生的周期性冲击信号，称作包络波形，通过进一步处理，可得到峰值能量的通频幅值(gSE值)和峰值能量谱(gSE谱)。gSE值反映了轴承故障冲击信号能量的大小，根据经验，制定了滚动轴承状态评价的gSE值标准．见表1。表1滚动轴承状态gSE值标准I自gSE谱可以精确地得到滚动轴承缺陷部件的故

5、障频率。gSE谱的获得过程如图2所示。#t”Ⅻ‰日＆№∞≈m∞№"M№#【区&&&随睦．oI，gSj][[[E；fc)”Ⅲ《t*lgSEm)田2gSE谱的获得过程准：r轴$外日缺陷冲出目期，r轴t外Ⅻ映m频率，Flit。由圈2可以看出，gSE谱中最大幅值的谱线对应的频率f￡lll是轴承出现故障部件的故障频率．将其与标准的故障特征频率值进行对比，即可判断出轴承出现故障的部件。三，滚动轴承故障特征频率不同型号的滚动轴承，其各个部件都有不同的故障特征频率。计算方法如下：外圈故障特征频率户-f,z(Ddcos口)／2D(1)内圈故障特征频率f=-fX(D'cdcos口)L2

6、D滚动体故障特征频率#--f,(D+dcos口)(D—deos口)／1948然麓!气衅。。式中口—节圆直径；d——演动体直径；口——接触角-z——潦珠数·』——轴的转速频率四、应用实例2010年12月，利用BH550诊断仪成功诊断出广西石化重油催化裂化装置循环水泵轴承故障，为机组维修节约了时间。机组目4点布置如图3所示，利用BH550诊断仪定期采集该机组振动速度信号和加速度信号，采集时，泵转速I485r／min，采样额率20000Hz，采样点数1024。囤3机组测点1～82010年12fl7日．巡检人员从BH550客户端分析系统发现．循环水泵撷4点的加速度信号时域波

7、形均呈现明显的周期性冲击，如图4所示，由被形特征初步判断，循环水泵滚动轴承可能存在故障。帅邮喜“1；0l30枷嘻挚蕊甄嘧蕾诵赢藏薷蕊。}tfmqrtm围47H爵点加速度信号时域波形对6个测点的速度信号通频趋势图进行分析，如图5所示，可以看出，该泵各测点自2010年11月8日至12fl9日振动趋势平稳，且均在12mra／s以下，按ISO108163振动标准，振动未超过报警值，表明轴承故障可能薛1¨¨20Io￥ilH8¨20lL14I211vIJ17H

8、7V-7A-8¨8V18^围5泵各测点速度信号通频趋势图处于早期阶段，故障信号振动持征主要集中在高频段，利用常规的