Влияние наведенной вибрации на подшипники вентиляторов
Дефекты подшипников, Вибродиагностика
Очередной интересный пример из практики. Два центробежных вентилятора 3000 об/мин установлены рядом, на всасах обычные воздушные фильтры, напорный трубопровод общий, трубы на напоре жестко соединены с фланцем улитки. Один всегда в работе, второй в резерве. Переключения 1 раз в месяц.
Измеряем вибрацию вентилятора №1 (СКЗ виброскорости в диапазоне 10-1000 Гц):
Допуск по ГОСТ 31350 составляет 4,5 мм/с, вибрация в норме. Но на этом, как вы догадываетесь, не все. Спектры огибающей вибросигнала не пустые, вдобавок в очень шумном помещении от двигателя исходит слабый посторонний шум. Подносим ухо поближе и шум становится очень сильным, а это уже интересно. Снимаем временной сигнал виброускорения:
Видны ударные импульсы, в размахе достигающие 200 м/с²(!). Четкой периодичности нет, что свидетельствует о нескольких дефектах. Ради интереса смотрим спектры виброускорения (СКЗ виброускорения в диапазоне 100-10000 Гц):
Не трудно догадаться, что дефекты очень развиты и приближаются к последней стадии разрушения подшипника, СКЗ виброускорения достигает 30 м/с².
Определяемся с самим дефектом. Для этого нам понадобятся прямые спектры и спектры огибающей.
На спектрах подписаны основные составляющие. Fоб - оборотная частота ротора электродвигателя (48,7 Гц), Fвн - частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу (264,4 Гц) подшипника 6205 2RS. Разностные частоты Fвн±Fоб указывают на такой дефект как раковины (сколы) на внутреннем кольце подшипника. При проходе дефектного места происходит торможение ротора, при выходе из дефектного места - его ускорение. Так же виден лес мелких по амплитуде составляющих, связанных с частотой вращения сепаратора, что указывает на гранность дорожек качения (аналогично с ротором сепаратор замедляется-ускоряется).
Рекомендую выполнить переход на резервный вентилятор №2 и выполняю измерения на нем. Спектры аналогичны и приводить их нет смысла, только СКЗ виброускорения на порядок ниже - до 3,5 м/с², отсутствует посторонний шум и в спектрах огибающей хорошо различимы еще и частоты наружного кольца.
Составляется протокол с указанием наличия развитых дефектов внутреннего кольца подшипника и рекомендацией замены обоих подшипников вентилятора №1 (нет возможности определить проблемный подшипник один или оба), отслеживанием развития дефектов подшипников на вентиляторе №2 с их заменой в ближайший ППР. Вентилятор №1 выводят в ремонт.
А теперь к теме заголовка поста. Забираем у электриков демонтированные подшипники, крутим-вертим, разбираем и изучаем. Один из подшипников без повреждений, зато второй с интересными дефектами.
Одностороннее повреждение дорожки наружного кольца и ложное бриннелирование (вытянутые вмятины вследствие осевого перемещения) указывают на то, что дефект образовался во время простоя агрегата под вибрационной нагрузкой.
Фреттинг-коррозия (микроперемещения с окислением постоянно истирающегося слоя) свидетельствует об ослаблении посадки наружного кольца в корпусе электродвигателя, что ремонтники так же подтвердили.
С ложным бриннелированием надо что-то делать, поэтому интересно узнать о наведенной вибрации на стоящем вентиляторе №2 от работающего после ремонта вентилятора №1 (СКЗ виброскорости в диапазоне 10-1000 Гц):
Вибрация велика для неработающего агрегата. Вибрация на напорной трубе в районе фланца вентилятора - от 2,1 до 2,9 мм/с, что доказывает наличие наведенной вибрации от общего трубопровода. Данные обстоятельства указываются в очередном протоколе с рекомендацией обустройства мягких вставок на вентагрегатах для устранения пагубного влияния наведенной вибрации на подшипники.