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摘要：旋转机械（特别是高速旋转机械）在运行过程中影响因素较多，比如：设备制造质量、使用正确与否、装配质量、润滑等。故障发生时，往往最直接的体现就是旋转机械设备振动发生了异常变化。文中通过实例探讨了旋转机械轴承振动和发热的原因分析及处理，以供参考。
关键词：旋转机械轴承 振动 发热 原因分析 处理
【分类号】TH133.3；TH165.3
前言
随着旋转机械设备结构复杂程度的提高，旋转机械发生故障的潜在可能性和方式也在相应增加。旋转机械中轴承的振动和发热是机械运行中常见的故障，如果不能有效控制和预防重要附属转动机械设备的振动和轴承发热，将会给企业的经济安全运行带来重大隐患。
一、锅炉给水泵
某余热锅炉给水泵，主要担负向余热锅炉汽包供水的功能。近年来多次发生电动机自由端轴承烧损、泵体内止推盘和平衡毂磨损过快或断裂事故，给生产造成极大的影响。给水泵在结构上最大的区别就是：水泵结构采用了节流衬套担负滑动轴承功能，靠节流衬套间隙形成的水膜来润滑。水泵高速运转时，节流衬套之间，节流衬套与平衡毂之间形成水膜，使整个旋转体悬浮运转。衬套之间的间隙是保证水泵安全平稳运行的关键，水泵结构图见图1（水泵结构图）所示。工作时，压力水经过平衡毂与节流衬套间的间隙进入平衡毂与止推盘间形成的平衡压力腔体，通过止推盘与轴间的节流口回流到水泵的入口。平衡毂右端受到来自水泵腔体内的压力，左端受到来自平衡压力腔内的压力，两端压力的平衡状态是决定整个旋转体轴向平衡状态的关键。
故障出现后，点检人员利用振动诊断仪器，对给水泵进行故障诊断，由于该机组振动较大，运行过程中联轴器端面间隙完全消失，明显是水泵内部磨损导致的故障，经分析后决定采取振动分析法对2#给水泵进行故障诊断，测点选取部位为电机负载端轴承，图2（电机轴向振动时域与频域波形图（速度））与图3（电机径向振动时域与频域波形图（速度））为利用诊断设备对电动机负载端径向、轴向振动波形。
从图2 与图3 可以看出，电机轴承振动有以下特征：
（1）、振动信号的原始时间波形为畸变的正弦波；
（2）、在径向振动信号的频谱图中，以一倍频和二倍频分量为主，轴系不对中越严重，其二倍频分量所占的比例就越大，多数情况超过一倍频分量；
（3） 在轴向振动的频谱分析中，以一倍频幅值较大，且振动幅值和相位稳定。以上3 个特征表明电机与水泵之间存在严重的不对中现象。在每次故障发生后，电机与泵体间的联轴器端面间隙值从预留的3 mm变为0，说明水泵旋转体向电机一侧有轴向窜动，电机承受了过大的轴向力导致轴承烧损。
在排除机组同心度调校问题，即调校过程中同心度测量数值不一，可以判定，问题不在检修调校方面，问题可能存在于水泵内部，结合水泵结构图分析，水泵内部需要控制的尺寸主要有轴向窜动量与水泵进出口滑动轴承间隙，在更换新的止推盘与平衡毂后对水泵轴向窜动间隙进行测量，数值及相应的位置如下图4（水泵轴向窜动间隙测量数值）所示，可以看出，水泵轴向窜动左右相差0.03 mm，在范围内，但上下偏差达到0.53 mm，数值严重超标。
对水泵进行解体检查，发现其进口端轴承配合间隙值为：0.52 mm（圆周方向，下同），而出口端轴承配合间隙值为0.18 mm，两者相差很大，同时，查对配合标准值为0.20 mm～0.35 mm，可以确认，造成此次事故的根本原因是：水泵进口端轴承磨损过大，间隙值超标。
在更换新备件后，水泵出口平衡毂与节流衬套间隙为0.18 mm；水泵进口段节流衬套之间间隙：Φ0.21 mm。安装水泵头时，测量平衡毂与止推盘间的间隙值，圆周上各点间隙值最大相差仅0.06 mm，在检修完毕后，对水泵运行状态进行检测，机组运行良好，振动平稳，机组声音较检修前有很大的改观，运行至今，在严格的点检制度下，没有发生电机烧坏的事故。
二、 某循环流化床锅炉给水泵
某给水泵电机自由端振动异常，随即对其进行精密点检，测量电机自由端轴承径向水平振动速度与振动加速度，利用振动诊断仪器检测出，电机自由端速度、加速度幅值严重超标且有明显冲击信号，经与负载端对比及现场检查诊断为电机自由端轴承磨损故障，且根据现场设备振动程度、设备运行速度等判断，该故障应及时处理。
对电机自由端轴承进行解体检修，可以看出自由端电机轴承有明显的磨损痕迹，对照标准NU 215 径向原始游隙为0.025 mm～0.075 mm；而测量拆卸下轴承径向游隙达到0.105 mm，远远超出标准。
在更换游隙合格的新轴承后，机组运行正常，电机自由端振动与声音明显好转振动加速度有效值为6.05 m/s2，完全在控制范围以内，能够满足设备的安全运行。
结束语
总之，随着企业设备精细化管理的发展，可以提出“点检定修”的设备维修管理模式，持续开展TnPM管理，这就要求设备管理人员应具备扎实的理论功底与实践经验。利用先进的故障诊断技术，采取合理的诊断仪器，制定合理的诊断方法，结合设备实际运行工况，对设备运行中出现的故障进行状态分析，在杜绝过量维修以及维修不足方面具有重要的实践意义。
参考文献
[1] 陈冰鸣. 滚动轴承振动与噪声分析[J]. 中国高新技术企业. 2010（16）
[2] 冯华林，李广娟，李文，刘华. 滑动轴承发热原因和解决方法的探讨[J]. 锻压装备与制造技术. 2010（03）
[3] 张辉君，王孝忠. 滚动轴承常见故障分析及对策[J]. 现代零部件. 2010（S1）
[4] 李强，赵地，侯文富. 轴承故障的预防和诊断[J]. 现代零部件. 2010（S1）
关键词：旋转机械轴承 振动 发热 原因分析 处理
【分类号】TH133.3；TH165.3
前言
随着旋转机械设备结构复杂程度的提高，旋转机械发生故障的潜在可能性和方式也在相应增加。旋转机械中轴承的振动和发热是机械运行中常见的故障，如果不能有效控制和预防重要附属转动机械设备的振动和轴承发热，将会给企业的经济安全运行带来重大隐患。
一、锅炉给水泵
某余热锅炉给水泵，主要担负向余热锅炉汽包供水的功能。近年来多次发生电动机自由端轴承烧损、泵体内止推盘和平衡毂磨损过快或断裂事故，给生产造成极大的影响。给水泵在结构上最大的区别就是：水泵结构采用了节流衬套担负滑动轴承功能，靠节流衬套间隙形成的水膜来润滑。水泵高速运转时，节流衬套之间，节流衬套与平衡毂之间形成水膜，使整个旋转体悬浮运转。衬套之间的间隙是保证水泵安全平稳运行的关键，水泵结构图见图1（水泵结构图）所示。工作时，压力水经过平衡毂与节流衬套间的间隙进入平衡毂与止推盘间形成的平衡压力腔体，通过止推盘与轴间的节流口回流到水泵的入口。平衡毂右端受到来自水泵腔体内的压力，左端受到来自平衡压力腔内的压力，两端压力的平衡状态是决定整个旋转体轴向平衡状态的关键。
故障出现后，点检人员利用振动诊断仪器，对给水泵进行故障诊断，由于该机组振动较大，运行过程中联轴器端面间隙完全消失，明显是水泵内部磨损导致的故障，经分析后决定采取振动分析法对2#给水泵进行故障诊断，测点选取部位为电机负载端轴承，图2（电机轴向振动时域与频域波形图（速度））与图3（电机径向振动时域与频域波形图（速度））为利用诊断设备对电动机负载端径向、轴向振动波形。
从图2 与图3 可以看出，电机轴承振动有以下特征：
（1）、振动信号的原始时间波形为畸变的正弦波；
（2）、在径向振动信号的频谱图中，以一倍频和二倍频分量为主，轴系不对中越严重，其二倍频分量所占的比例就越大，多数情况超过一倍频分量；
（3） 在轴向振动的频谱分析中，以一倍频幅值较大，且振动幅值和相位稳定。以上3 个特征表明电机与水泵之间存在严重的不对中现象。在每次故障发生后，电机与泵体间的联轴器端面间隙值从预留的3 mm变为0，说明水泵旋转体向电机一侧有轴向窜动，电机承受了过大的轴向力导致轴承烧损。
在排除机组同心度调校问题，即调校过程中同心度测量数值不一，可以判定，问题不在检修调校方面，问题可能存在于水泵内部，结合水泵结构图分析，水泵内部需要控制的尺寸主要有轴向窜动量与水泵进出口滑动轴承间隙，在更换新的止推盘与平衡毂后对水泵轴向窜动间隙进行测量，数值及相应的位置如下图4（水泵轴向窜动间隙测量数值）所示，可以看出，水泵轴向窜动左右相差0.03 mm，在范围内，但上下偏差达到0.53 mm，数值严重超标。
对水泵进行解体检查，发现其进口端轴承配合间隙值为：0.52 mm（圆周方向，下同），而出口端轴承配合间隙值为0.18 mm，两者相差很大，同时，查对配合标准值为0.20 mm～0.35 mm，可以确认，造成此次事故的根本原因是：水泵进口端轴承磨损过大，间隙值超标。
在更换新备件后，水泵出口平衡毂与节流衬套间隙为0.18 mm；水泵进口段节流衬套之间间隙：Φ0.21 mm。安装水泵头时，测量平衡毂与止推盘间的间隙值，圆周上各点间隙值最大相差仅0.06 mm，在检修完毕后，对水泵运行状态进行检测，机组运行良好，振动平稳，机组声音较检修前有很大的改观，运行至今，在严格的点检制度下，没有发生电机烧坏的事故。
二、 某循环流化床锅炉给水泵
某给水泵电机自由端振动异常，随即对其进行精密点检，测量电机自由端轴承径向水平振动速度与振动加速度，利用振动诊断仪器检测出，电机自由端速度、加速度幅值严重超标且有明显冲击信号，经与负载端对比及现场检查诊断为电机自由端轴承磨损故障，且根据现场设备振动程度、设备运行速度等判断，该故障应及时处理。
对电机自由端轴承进行解体检修，可以看出自由端电机轴承有明显的磨损痕迹，对照标准NU 215 径向原始游隙为0.025 mm～0.075 mm；而测量拆卸下轴承径向游隙达到0.105 mm，远远超出标准。
在更换游隙合格的新轴承后，机组运行正常，电机自由端振动与声音明显好转振动加速度有效值为6.05 m/s2，完全在控制范围以内，能够满足设备的安全运行。
结束语
总之，随着企业设备精细化管理的发展，可以提出“点检定修”的设备维修管理模式，持续开展TnPM管理，这就要求设备管理人员应具备扎实的理论功底与实践经验。利用先进的故障诊断技术，采取合理的诊断仪器，制定合理的诊断方法，结合设备实际运行工况，对设备运行中出现的故障进行状态分析，在杜绝过量维修以及维修不足方面具有重要的实践意义。
参考文献
[1] 陈冰鸣. 滚动轴承振动与噪声分析[J]. 中国高新技术企业. 2010（16）
[2] 冯华林，李广娟，李文，刘华. 滑动轴承发热原因和解决方法的探讨[J]. 锻压装备与制造技术. 2010（03）
[3] 张辉君，王孝忠. 滚动轴承常见故障分析及对策[J]. 现代零部件. 2010（S1）
[4] 李强，赵地，侯文富. 轴承故障的预防和诊断[J]. 现代零部件. 2010（S1）