振动筛故障诊断实例

    我司对某洗煤厂3202振动筛实施了在线实时振动监测，通过监测发现3202振动筛非电机侧振动器轴承损伤，通过对设备振动的持续跟踪和反馈，提前告知客户设备的损伤状态，并准备备品备件，避免了设备的非计划停机。

一、振动筛工作原理及结构

    振动筛是利用振子激振所产生的往复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。该曲线在水平面投影为一圆形，而在垂直面上的投影为一椭圆形。调节上、下旋转重锤的激振力，可以改变振幅。而调节上、下重锤的空间相位角，则可以改变筛面运动轨迹的曲线形状并改变筛面上物料的运动轨迹。

    振动筛一般由振动器、筛箱、支承或悬挂装置、传动装置等部分组成，本案例所监测的振动筛如图1所示，其被用于某洗煤厂进行煤粒的筛选，其振动器结构如图2所示。

图1 振动筛结构图

图2 振动器结构简图

二、振动数据分析

    此振动筛从2017年6月份运行至2017年10月，总体振动趋势稳定，其中非电机侧振动器各测点的振动趋势如图3所示。

图3 振动器各测点加速度振动趋势

    如图3所示，设备各测点高频段振动从10月15日开始出现劣化，10月23日后急剧劣化。水平向测点振动较垂直向测点振动劣化更迅速，7H和8V测点振动较5H和6V测点振动劣化更明显。提取8H测点的振动趋势，如图4所示。

图4 8H测点振动趋势图

    如图4所示，测点加速度振动趋势劣化明显，但测点速度趋势未见存在明显的劣化趋势。测点加速度振动从10月15日开始劣化，至10月21日存在短暂的劣化后稳定状态，但从10月21日至10月23日测点振动有轻微的下降，10月23日后测点振动加速度出现急剧劣化。提取测点振动信号的时-频信息如图5所示。

图5 7V测点高频段振动加速度时域信号及其频谱

    如图5所示，测点加速度时域信号存在明显的冲击特征，冲击频率约为160Hz；测点信号频谱中，低频段存在明显的约163Hz的频率及其谐频，且存在较明显的调制边带，调制频率与设备的转频相符；高频段存在较高的噪声平底，对高频段信号进行包络解调，解调结果如图6所示。

图6 7V测点高频段包络解调谱图

    如图6所示，对高频段进行包络解调后，解调谱中主要特征为约165Hz的频率及其谐频。提取测点低频段信号的频谱如图7所示。

图7 7V测点低频段频谱图

    如图7所示，测点低频段频谱中主要特征为约163Hz及其谐频，且存在明显的调制边带，调制频率与设备的转频相符。

结合设备的参数，约165Hz的频率与振动器的轴承内圈特征频率相符。

    综合如上信息，判定振动器7/8测点对应的轴承内圈存在剥落，建议客户择机对设备进行检修。

三、检修结果

    基于前期持续的向客户反馈设备的运行状态，客户于10月28日对设备进行了检修，更换了对应的振动器，更换后设备振动趋势回归正常，设备振动趋势见图3中10月30日后的振动趋势。

    11月上旬对对应的振动器进行了拆解和维修，拆解后发现7/8测点对应的轴承内圈剥落，内圈损伤如图8所示。

图8 振动器7/8测点处轴承内圈损伤图