Случай из жизни. Необузданная осевая вибрация электродвигателя на холостом ходу (после прогрева)

Вибродиагностика

Ко мне поступила заявка по вибродиагностике электродвигателя типа 5АН355 В4 У3 (400 кВт, 1480 об./мин) после капитального ремонта. Данный электродвигатель работает в паре с сетевым насосом на котельной г.Реутов.

Image

Измерение вибрации электродвигателя проводились с целью получения данных о параметрах вибрации и дальнейшего их сравнения с допустимыми значениями, регламентируемыми ГОСТ IEC 60034-14 (2018). После входящего контроля необходимо было выполнить лазерную центровку с насосом и пустить агрегат в промышленную эксплуатацию.

Вибродиагностика производилась 05.09.2018 г. специалистом II уровня по вибрационному анализу машин Станиславом Антонычевым, при помощи виброанализатора «КВАРЦ» зав.№135.

Обследуемый электродвигатель типа 5АН355 В4 У3 относится к категории «А», с высотой оси вращения более 280 мм, и имеет жесткое крепление.

Таблица 1

По результатам вибродиагностики было установлено, что данный электродвигатель 5АН355 В4 У3 не допускается к эксплуатации по причине превышения нормируемых ГОСТ IEC 60034-14 (2018) максимально допустимых значений вибрации.

На холостом ходу, на прогретом двигателе, в точке 1 - осевом направлении (на оборотной частоте 25 Гц) зафиксировано значение виброскорости на уровне 18,51 мм/сек (рис.1), что в 7 раз превышает допустимый для данного агрегата уровень виброскорости 2,8 мм/сек.

Рис.1. Спектр в точке 1о. Замер выполнен в номинальном режиме работы двигателя (50 Гц), в прогретом состоянии.

Наличие ЧРП позволило провести замеры вибрации прогретого двигателя на разных оборотах. Из таблицы 2 видно, что с ростом оборотов вала электродвигателя увеличивается уровень вибрации на подшипниковых щитах.

Таблица 2

Предположив, что это возможно есть задевание, в точке 1о записали дамп сигнала виброускорения (частота вращения 1480 об./мин (50 Гц))(рис.2).

Рис. 2. Сигнал виброускорения в точке 1о

Далее решили попробовать отбалансировать крыльчатку охлаждения двигателя. Вычислив массу и угол установки, зацепили груз (в виде прищепки) массой 18 грамм, который тут же убрал осевую вибрацию (с 18,51 мм/сек до 1,5 мм/сек). Но наше ликование длилось не долго, так как двигатель проработав с балансировочным грузом еще около 15 минут выстрелил осевую вибрацию в точке 1о (на оборотной частоте 25 Гц) уже 21 мм/сек.

После всех экспериментов приняли решение о непригодности двигателя. Загадка причины осевой вибрации на прогретом двигателе по сей день осталась не разгаданной!

Вне зависимости от причины возникновения повышенных осевых усилий на опорные подшипники качения, это довольно опасный дефект. Большинство подшипников качения не предназначены для компенсации осевых усилий, и поэтому в такой ситуации достаточно быстро выходят из строя.

АИ

Вау! Коллега! что за магия?)
Я слышал, что некоторые умеют балансировать осевую вибрацию, но думал что это сказки...
Так чем сердце то хоть успокоилось?
Есть мнение, что вибродиагност становится таковым только после того как сам себе признается, что он не знает что делать с агрегатом и у него нет диагноза...
Похоже это тот самый случай. Или я ошибаюсь?)

АИ

А вот если бы на этот агрегат был заведен "облачный вибропаспорт" и более опытный диагност получил доступ к данным, возможно Вам можно было бы помочь... Виталий, а Вы как думаете?

Добрый день. Вот просто посмотрев на данные общего уровня сразу приходит мысль о резонансе в осевом направлении. Наиболее вероятно, что при прогреве изменилась собственная частота (жесткость) и практически совпала с оборотной. В таблице №2, как я понял, указаны частоты ЧРП. Соответственно оборотные в 2 раза ниже и у Вас с 1200 об/мин до 1500 об/мин происходит резкий рост вибрации - резонанс.
При этом резонансный пик имеет большую добротность (он широкий), что указывает на не очень хорошее поглощение энергии фундаментом. И сама собственная частота (если на самом деле это резонанс) в районе 25 Гц мне кажется может свидетельствовать об ослаблениях конструкции. На мой взгляд, собственные частоты таких двигателей в осевом направлении должны быть выше 50 Гц, если невысокая рама на хорошем железобетонном фундаменте.
Поэтому я бы проверил наличие резонанса (определение собственных частот тестом на удар, ослабление крепления лап электродвигателя, измерение фазы при прогреве и пр.). Если резонанс подтвержден - искал бы ослабления/неплотные прилегания, смотрел бы в сторону увеличения собственной частоты.
Случай интересный, это бесспорно.

A

Виталий добрый день! Спасибо за развернутый ответ на мой вопрос. У меня действительно скорее всего происходит из-за нагрева тепловое изменение жесткости. Скажите пожалуйста "облачный вибропаспорт" это миф или реальность? Какие параметры (мм/сек, мкм, м/с2) он должен учитывать, чтобы охватить весь спектр общепромышленного оборудования (насосы, вентиляторы, редуктора и пр.). В каких диапазонах частот или временных выборках необходимо производить замеры, и какое кол-во усреднений необходимо и достаточно при этом принимать? Просто интересно услышать мнение специалиста по данному вопросу, так как идея создания "облачного вибропаспорта" в масштабах страны мне кажется актуальной.

АИ

Станислав, Вы ведь правда знаете аферюг, которые могли бы растиражировать идею Вибропаспорта на всю страну? Но насколько я понимаю мы будем лишь статистами и нас бортанут как в хоккее?)

Antonychev, добрый! По поводу вибропаспорта. Я думаю, что каждый должен заниматься своим делом.
Вибропаспорт - совокупность методик вибродиагностики и данных, заключенных в ПО. Вы где-нибудь видели утвержденную на государственном уровне методику или ГОСТ по определению дефектов посредством вибродиагностики? Максимум - внутренний документ какой-либо организации типа методических указаний (та же информация, что и в книгах, без четких алгоритмов действий). Проблема в том, что на данный момент нет отточенных технологий диагностирования по вибросигналам. Сейчас некоторые фирмы пытаются делать ПО с диагностикой на основе диагностических правил (типа вот такому спектральному составу с такой-то вероятностью соответствует такой-то дефект). Но на практике все эти системы не работают с приемлемой точностью.
Причина? Не тот подход, какой-то важной информации не хватает. Сейчас открылась куча стартапов по диагностике с использованием нейронных сетей. Я надеюсь, что этот подход решит проблему.
Методику, модели и т.п. должны разрабатывать и обкатывать те, у кого есть на это ресурсы. Кто будет первым - тот заберет себе рынок и наша профессия уйдет в историю. А в настоящее время у нас дела обстоят также как и в медицине. При диагностировании сужаем круг предполагаемых причин и потом отдельно отрабатываем каждую. Вся проблема лишь в том, что вибродиагностика, как и медицина, развивалась на основе опыта, а не математического моделирования систем/организма.
По поводу измерений (диапазон частот, время выборки, усреднения). Все зависит от того, что вы ищете. При диагностике все доступные средства хороши, вплоть до временного сигнала. У каждого дефекта свои особенности, а соответственно и различен набор инструментов их подтверждения. И не стоит думать, что анализ вибросигналов достаточен. Взачастую и ручками надо поработать - лапу ослабить, где-то надавить, где-то подтянуть, что-то измерить индикатором, с щупами полазить. И температурные параметры проанализировать, и влияние технологических параметров учитывать. И многое другое. Поэтому мы занимаемся технической диагностикой, а вибродиагностика лишь один из ее инструментов (хотя и самый главный), который не всегда выявит причину, но укажет в какую сторону двигаться дальше.

Вот все что вы пишете - сплошная демагогия. У вас есть плохая черта - людей обсуждать, что вас совсем не красит. Хотелось бы больше технического/профессионального общения, а не делить людей на категории. Я прямо говорю, что идея вибропаспорта мне не близка. И вместо того, чтобы написать статью о том что вы понимаете под вибропаспортом, расписать всю идею, подискутировать, выслушать критику, найти сторонников, вы тратите свое время и время людей на ерунду.

АИ

Виталий, если Вы внимательно изучите свои статьи, то увидите что там дважды упоминается некий Ваш коллега после(за) которого приходится додумывать, доделывать и так далее, что так же роняет на него тень и создается впечатление, что Вы самоутверждаетесь (возвышаетесь за счет коллеги)... т.е. все как обычно - "в своем глазу бревна не замечаем". При всем при этом соглашусь, да я токсичный персонаж и как терпит меня Антонычев ума не приложу)
Идею Вибропаспорта подсказали мне Вы, показав на своем смартфоне, правда она у Вас являла собой лишь его скелет, теперь же, когда есть возможность монетизации идеии, настало время нарастить на него мясо) Я отдаю себе отчет в том, что задача предстоит не из легких, но считаю этот Путь достойным Человека.

Все мы люди и делаем ошибки. У меня нет причин и желания самоутверждаться за счет кого-то. Значит я неправильно излагаю свои мысли, если вы так восприняли. Это камень в мой огород. Буду работать над этим.
Вибродиагностика это не шаманство. Я согласен с американцем Виктором Вауком - это искусство, на 30% основанное на знаниях, на 70% основанное на опыте. Есть масса методов доказать свою правоту, обосновать свой диагноз.
Задача нейросетей - найти общие признаки, которые не очевидны человеку. Если вы пробовали и у вас не получилось - это одно, но если вы даже не пытались их использовать - пустословие. И да, давайте без мата, вроде уже взрослые люди и мозг способен сформировать более адекватные выражения.
У меня складывается такое ощущение, что вы очень далеки от реального производства. В каком-то другом мире живете. В нашей стране очень мало квалифицированных кадров в сфере управления и ремонта. Люди бегут от ответственности как от чумы. Совместно у нас только в коллективную безответственность играют. В текущих реалиях на производстве есть небольшая горстка людей, способных решать технические проблемы. Вот эти люди работают всегда бок о бок и им не нужен никакой вибропаспорт. Если у вас этих людей нет, вам никакой вибропаспорт не поможет.
По поводу объекта исследования. Я повторю, пока я не вижу всех деталей вашего вибропаспорта мне это не интересно. Создавайте свой стартап, предлагайте сотрудничество придприятиям под боком и будет вам счастье. Я буду рад, если у вас все получится.

Ловко вы свои комментарии подтерли. О многом говорит.

I

Встречался на практике с таким случаем. направление скачка вибрации правда, не помню. Вроде радиальное. Мегаваттный асинхронник(Китай) после прогрева рост вибрации на оборотке до 15мм/с. При отпускании лапы-резкое снижение. При зажиме гайки(буквально от руки)- резкий рост.Вот такое тепловое коробление, в совокупности с высокой добротностью. Двигатель ,кстати, был новый.

АИ

Виталий, уверен, что Вам неизвестно, что т.н. "горловое пение" которым в т.ч. владеют Шаманы - невозможно разложить на ноты, ибо оно лежит вне диапазона "нотной грамоты".
Причем Мы живем в этом обрезаном диапазоне лишь благодаря тому, что некоторые слепо принимают слова всяких лихоимцев за истину)
Если Вам удобно в мире кастрированных звуков мнить себя искусником, оставайтесь в нем, забираю свое предложение обратно.
Справимся сами, не маленькие.
Кушайте минтай в своей вонючей столовке и пописывайте в пустоту пустые статейки, крючок в Ваших руках - опасная игрушка, еще исколете себе что-нибудь ненароком)

I

Может хватит ругаться, граждане хорошие. Так можно все загубить и засрать тему. Для технического диагноста общение по теме-бесценно, но без флуда. Очень много для себя почерпнул, кстати, из специализированных форумов.

АИ

Мы собственно не ругаемся, а притираем прилегающие поверхности. Виталик адепт школы коллективного бессознательного, а я индивидуальной осознанности вот и приходится соединять мостом берега. Вы про Стокгольмский синдром слышали? Вот собственно его я тут во всей красе и воспроизвожу) Если есть что сказать по теме "облачный вибропаспорт" - милости просим как говорится...

В

Первое что приходит на ум, это при ремонте вместо роликового подшипника с приводной стороны, установили шариковый. Поимели "стеснение" ротора при тепловом расширении. Надо было фазы снять в осевом направлении при прогреве и вскрыть крышку подшипника, чтобы посмотреть какой тип подшипника смонтирован.

Комментарии

Только авторизованные пользователи могут публиковать комментарии.
Пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
Как стать автором?

Узнать как стать автором статей сообщества techdiagnost.com.

ИЗУЧИТЬ

Powered by EVILEG, recommends hosting TimeWeb