松原干式螺杆真空泵振动监测与故障诊断

　　(2)实际应用与讨论

　　以下是一个工程诊断实例。测试对象为德国普旭( Pusch)公司生产的型号为ACo400F的干式姆杆真空泵，图是其简略结构，转速3600r/min，频率6OHz，测点l处为SKF公司生产的单列滚柱轴承，型号NU207ECJ;测点Ⅱ处为双列角接触球轴承，型号3308ATN9，轴承几何尺寸及各表面损伤故障特征频率列于图。各测点都有径向X和轴向y两方向的检测，测试参量为速度的有效值，所选仪器为EMT220系列测振仪和振通911汉显数据采集器及其配套软件。

　　对于功率小于15kW(本例电机功率11kW)、频率小于60Hz的真空泵，规定其振动速度的最大有效值：测点I处为0.5mm/s，Ⅱ、Ⅲ处为0.8mm/s，才能保证长期稳定运转。图是泵正常运转时时测点I振动的时域波形和频谱图。时域波形振动表现出出周期性，测点I周期为17ms，对应频率为59Hz，与转子旋转频率60Hz相近，从频谱图也可看出，振动集中在旋转频率，幅值为0.35mm/s。由此得出结论：振动以转子旋转频率为主，且小于规定幅值，是泵正常运行的标志。

　　故障发生时备测点的振动幅值超标并伴有刺耳的噪声，测点I时域波形和频谱如图所示(上两图为X方向，下两图为y方向);测点n、Ⅲ的频潜如图所示。可以看出，时域波形除幅值增大之外，波形与正常时区别小大·要判断故障原困和位置主要依据频谱。

　　测点I频谱图中大干0.5mm/s的振动量为5倍频(295Hz)、2倍频(120Hz)和4倍频( 245Hz)，故障原因可能为轴弯曲变形、转子磨损或转于安装小对中，出于该泵并未拆卸，据此可以排除转子安装不对中故障。振动最大量对应的频率295Hz、245 Hz同时也是该处滚动轴承的滚珠和外圈的故障特征频率，无法排除轴承故障的可能性。图中测点Ⅱ大干0.8mm/s的振动量为2倍频(120Hz)、l倍频(60Hz)，H2倍频、l倍频振动量明显大于其他频率，故障原因可能为轴弯曲变形、转子磨损。295Hz、245Hz对应得振动量小于0.8mm/s，由此可以排除自由端轴承故障的可能性。图中未发现齿轮的啮合故障频率2640Hz(齿轮齿数44).3275Hz、2737Hz、2800Hz等高频振动信号幅值都在0.5mm/s以下，表明齿轮本身没有缺陷。也未发现此处轴承的各故障特征频率。大干0. 8mm/s的振动量是3倍频(175Hz)、2倍频(112.5Hz)和5倍频(300Hz).且3倍频、2倍频幅值明显大干其他频率，故障原因可能为轴弯曲变形或转于磨损。由于发生故障时伴随刺耳的噪声，综合以上的分析，诊断结果是转于弯曲变形引起的转子与泵体的碰撞。

　　停机后将泵的自由端拆卸，将阿螺杆从泵腔中拉出，发现在一、二级螺杆啮合表面有大面积的划痕和表面剥落，在泵腔的相应位置上也有划痕，经检测是连接管道内未清理干净的焊渣落人泵腔内引起的划膛和噪声，证明了诊断的正确性。将转子和泵腔划磨表面打磨，重新进行螺杆的动平衡矫正，完成装配后联入系统中进行测试，测点Ⅱ、Ⅲ两处振动幅值略大，但在允许范用之内，测点I振动正常。