劉宇飛 陳友輝
（廣州市湘力工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司）
1 故障現(xiàn)象
今年年初，應(yīng)某工程公司要求，我司兩名工程師到某水泥廠對立磨循環(huán)風(fēng)機及驅(qū)動電機進行針對性檢測。
循環(huán)風(fēng)機經(jīng)該工程公司改造，原輪胎聯(lián)軸器被替換為膜片聯(lián)軸器，型號為TDJ8-9011-00T71(Z)。2021年3月改造完畢投入使用至今，期間出現(xiàn)多次聯(lián)軸器破裂現(xiàn)象，Z近一次聯(lián)軸器破裂是在今年春節(jié)假期，用戶不得已換回原輪胎聯(lián)軸器使用。驅(qū)動電機為原產(chǎn)自法國的直流電機，型號為CIR 710S，功率1650KW，電壓750V，電流7310A，轉(zhuǎn)速1000r/min。
據(jù)工程公司提供的數(shù)據(jù)，該聯(lián)軸器工作條件是：功率1650kw，轉(zhuǎn)速1000rpm，公稱扭矩100000Nm，峰值扭矩191000Nm，瞬時扭矩254000Nm，Z大許用轉(zhuǎn)速1200rpm。聯(lián)軸器的補償值：角向0.13°時為±5.2mm，角向0.5°時為±2.6mm。
2 分析思路與檢測方法
首先分析該聯(lián)軸器承載能力。對照上述數(shù)據(jù)，可知電機正常輸出扭矩遠低于聯(lián)軸器公稱扭矩，電機Z高轉(zhuǎn)速也低于聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速，因而可推斷理論上聯(lián)軸器承載能力沒有問題。工程公司稱在多處同樣規(guī)格的風(fēng)機上使用該款聯(lián)軸器，并未收到聯(lián)軸器破裂報告，這也從側(cè)面佐證了這一推斷。
其次檢測影響聯(lián)軸器實際應(yīng)用的現(xiàn)場數(shù)據(jù)并排除正常項，即可得到導(dǎo)致聯(lián)軸器破裂的具體原因�；诙嗄昙夹g(shù)積累，我們應(yīng)用了如下檢測方法：
-外觀檢測。通過目視、耳聽和觸摸來查看設(shè)備基礎(chǔ)是否松動、聯(lián)軸器兩側(cè)軸端是否存在滑移等；
-軸對中檢測。使用SKF精密激光對中儀測取風(fēng)機與電機的軸對中數(shù)據(jù)，并判斷是否滿足要求；
-電機和風(fēng)機振動分析。使用SKFMicrolog振動數(shù)據(jù)采集儀及專業(yè)分析軟件，分析電機和風(fēng)機的軸承、轉(zhuǎn)子和葉輪等是否存在異常振動。
3 外觀檢測
循環(huán)風(fēng)機和驅(qū)動電機正常啟動后，未發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)松動，轉(zhuǎn)速變動時，發(fā)現(xiàn)電機有軸向竄動現(xiàn)象，竄動距離目測約3-6mm。停機檢查在用輪胎聯(lián)軸器，聯(lián)軸器兩端溫度正常，輪胎外觀未發(fā)現(xiàn)裂紋或明顯變形，電機底部四個螺栓孔與基座固定螺栓之間的徑向單邊間隙，目測不大于1mm。
破裂膜片聯(lián)軸器兩側(cè)內(nèi)孔未發(fā)現(xiàn)明顯的拖動摩擦痕跡，中間軸套有一條斜向貫穿裂紋。現(xiàn)場人員反映，膜片聯(lián)軸器投入使用時，外端面已接觸到風(fēng)機和電機的軸伸端臺階。
4 振動檢測
4.1 檢測結(jié)果
循環(huán)風(fēng)機和驅(qū)動電機的兩端振動總值和加速度包絡(luò)總值正常，均未在頻譜中發(fā)現(xiàn)明顯的機械故障頻率特征如動不平衡、不對中等，亦未發(fā)現(xiàn)軸承缺陷頻率特征。
4.2 驅(qū)動電機振動頻譜圖
速度頻譜圖
加速度包絡(luò)頻譜圖
4.3 循環(huán)風(fēng)機振動頻譜圖
速度頻譜圖
加速度包絡(luò)頻譜圖
5 激光對中檢測
設(shè)容差選擇條件為1000-2000rpm，則此時平行偏差允許0.1mm，角度偏差允許0.08（毫米/100）。實測值顯示，電機與風(fēng)機軸對中垂直方向的平行偏差已超標（實測值為-0.35mm）。
6 綜合分析
綜合上述檢測結(jié)果，分析如下：
6.1風(fēng)機和電機兩者軸承沒有明顯的缺陷頻率特征，故不會對聯(lián)軸器產(chǎn)生不良的振動影響。膜片聯(lián)軸器兩端內(nèi)孔無明顯拖動摩擦，可知聯(lián)軸器沒有滑移；
6.2當前軸對中垂直方向的平行偏差已經(jīng)超標，因使用了對軸不對中補償度極高的輪胎聯(lián)軸器，故在風(fēng)機和電機的振動頻譜中沒有檢測到明顯的軸不對中缺陷頻率特征。考慮到風(fēng)機的位置是固定不變的，而電機底部螺孔與基座固定螺栓的調(diào)整間隙極�。▎芜�1mm），可推測以前安裝膜片聯(lián)軸器時軸對中精度未必會優(yōu)于當前水平，即有可能存在軸對中精度超標的現(xiàn)象。雖然膜片聯(lián)軸器亦有較好的撓度補償功能，但顯然不如輪胎聯(lián)軸器，軸不對中超標必然會影響前者使用壽命；
6.3速度變化時，電機轉(zhuǎn)子有竄動現(xiàn)象，這是典型的因電機轉(zhuǎn)子偏離磁力中心線而產(chǎn)生的竄動現(xiàn)象。因電機底部螺孔與基座固定螺栓的調(diào)整間隙極�。▎芜�1mm），而膜片聯(lián)軸器兩側(cè)外端面已經(jīng)分別頂?shù)斤L(fēng)機和電機的軸伸端臺階，即電機與風(fēng)機可調(diào)整的相對位置不大，可推定使用膜片聯(lián)軸器時也存在竄動問題；
6.4使用膜片聯(lián)軸器時，電機轉(zhuǎn)子受電磁力影響沿軸向一側(cè)竄動，同時又受到聯(lián)軸器膜片推力或拉力作用而返回，從而形成軸向的往復(fù)運動；
6.5 這款膜片聯(lián)軸器的補償值在理想狀況下為±5.2mm，對中不良時為±2.6mm。當前目測電機轉(zhuǎn)子竄動為3-6mm，如存在對中不良則竄動值明顯會超過補償值。在巨大的往復(fù)軸向力作用下，膜片聯(lián)軸器不斷地被反復(fù)擠壓和拉伸，Z終因超過疲勞強度而開裂；
6.6軸向竄動同時會對軸承、軸承室和油蓋造成很大的損害，嚴重時會造成電機和風(fēng)機整體失效，必須予以重視。
7 建議：
-停機檢查電機安裝位置并做必要調(diào)整，以確保電機運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)子不偏離磁力中心線；
-對風(fēng)機和電機實施精密軸對中處理；
-檢測電機前后軸承室和電機軸承油蓋凸起面有無磨損，如有磨損，則安排修復(fù)；
-請工程公司校核當前工況條件是否滿足膜片聯(lián)軸器的使用要求。
（來源：廣東水泥與混凝土）
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