【恩普特故障案例】某钢厂制氧厂电机故障

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设备概况

2010年09月17日，某钢厂制氧厂一台冷却风机在运行过程中机组振动较大，严重影响生产。厂方希望对机组振动进行测试、分析，找出故障原因。

机组结构简图如图1。

图1  冷却风机简图

电机转速为1480rpm，额定功率160KW。

根据现场实际情况，使用吸附式速度传感器对电机输出端径向和轴向振动、风机的径向振动、电机的安装基础振动分别进行了测量。

采集参数设置为：自由采集，采样长度1024，采样频率789Hz，传感器选用速度传感器磁座安装，测试仪器为恩普特精密分析仪PDES-E。

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故障现场描述

现场测试情况如下：

电机输出端水平、竖直和轴向的波形频谱图：

图2电机输出端水平方向波形频谱图

图3  电机输出端竖直方向波形频谱图

图4  电机输出端轴向波形频谱图

图5  风机径向振动波形频谱图

图6  电机基础振动波形频谱图

① 电机两端振动均超出振动标准，电机输出端水平方向振动为5.4mm/s,竖直方向振动为8.1mm/s，轴向振动达到7.1mm/s,振动信号以工频（24.67Hz）为主。

② 电机基础水平方向振动为0.8mm/s,竖直方向为2.5mm/s,其竖直方向的振动大于水平方向的振动，其振动频率24.67Hz，为电机旋转频率。可见基础的振动是由电机的振动而引起。

③ 对风机座用传感器测其相互垂直的两个方向振动，发现其径向振动分别为2.2mm/s和2.4mm/s,风机振动明显弱于电机振动。

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故障结论

由以上分析，振动的振源主要是电机的振动，电机振动以一倍频为主且没有其它高频成份存在，排除电机轴承的问题，故障的原因可能是电机转子存在平衡问题如热弯曲变形、质量分布不均匀、转子构件结构缺损或结垢等问题。明显的一倍频分量和较大的轴向振动是轴弯曲的主要振动特征。

最后厂方决定整体更换电动机。更换电机后，测量电机输出轴端的振动波形频谱图如图7、图8所示：

图7 更换电机后的输出端水平方向频谱

图8 更换电机后的输出端竖直方向频谱

从测量图像和数据可以看出，此时电机水平方向振动为0.07mm/s，竖直方向振动为1.5mm/s。远远小于更换电机前的振动值，并且已经小于允许振动值范围内，可以满足正常生产。很好的验证了以上的分析。

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产生影响

本案例为恩普特专家诊断案例。恩普特专家诊断结果为电机轴弯曲故障，建议停车维修。现场人员听从建议后，更换了电机，振动大幅减小，机组得以正常运行。