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一、背景介紹
2015年，R水泵廠家對(duì)1棟水泵的運(yùn)行情況進(jìn)行了測(cè)試，采用聲音傳導(dǎo)的方法，如下圖所示，總結(jié)出現(xiàn)的故障問(wèn)題如下表所示。
某中心1棟包含冷凍泵，冷卻泵，補(bǔ)水泵及其配套設(shè)備，但投入使用，至今已運(yùn)行數(shù)年，期間沒(méi)有進(jìn)行過(guò)預(yù)防性的大修，設(shè)備各部位可能出現(xiàn)磨損、老化變形等現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)備各部位配合尺寸出現(xiàn)變化，易造成主要部件磨損，使性能下降或損壞，有很大的故障隱患，間接會(huì)影響冷機(jī)的運(yùn)行及機(jī)房末端的正常供冷。
R水泵廠家建議水泵自安裝起始日起運(yùn)行滿3年后，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行整備、易損件更換的預(yù)防性大修，并給出了處理措施。針對(duì)預(yù)防性大修，廠家的建議如下：
根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的水泵故障，漏水問(wèn)題確實(shí)可以通過(guò)更換機(jī)封進(jìn)行處理，現(xiàn)已處理完畢；軸承問(wèn)題還有待商榷，1棟主供冷系統(tǒng)為4套交替運(yùn)行，投產(chǎn)前期冷負(fù)荷較小，1~2套運(yùn)行即可滿足要求。
因此水泵和電機(jī)的軸承并不一定因?yàn)槭褂媚晗迒?wèn)題進(jìn)行更換。軸承作為水泵中的重要部件，對(duì)于保證水泵的正常運(yùn)行有著重要的作用，光靠聽聲音和經(jīng)驗(yàn)并不一定能發(fā)現(xiàn)根源問(wèn)題，為了了解當(dāng)前水泵及電機(jī)軸承的運(yùn)行現(xiàn)狀， 掌握軸承使用年限及更換時(shí)間，對(duì)軸承進(jìn)行測(cè)試是十分必要的。
目前，針對(duì)軸承的測(cè)試主要采用的儀器是振動(dòng)檢測(cè)儀，利用振動(dòng)檢測(cè)和頻譜分析對(duì)軸承的振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試和分析，得到振動(dòng)曲線并分析結(jié)果。
通過(guò)將測(cè)試儀收集的振動(dòng)數(shù)據(jù)與根據(jù)多年現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)所收集的廣泛的規(guī)則組進(jìn)行比較，來(lái)確定故障。
二、測(cè)試方法與過(guò)程
測(cè)試時(shí)間：2017.3.24
測(cè)試地點(diǎn)：某數(shù)據(jù)中心1棟大冷機(jī)房
測(cè)試項(xiàng)目：CH1冷凍水一次泵、CH3冷凍水一次泵、CH4冷凍水一次泵
測(cè)試工具：F振動(dòng)分析儀
測(cè)試方法：振動(dòng)分析儀&頻譜分析法
儀器設(shè)置：
測(cè)點(diǎn)位置：
1-電機(jī)活動(dòng)端； 2-電機(jī)主動(dòng)端； 3-水泵主動(dòng)端； 4-水泵活動(dòng)端；
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)照片：
三、測(cè)試結(jié)果分析
CH1-冷凍水一次泵
CH3-冷凍水一次泵
CH4-冷凍水一次泵
處理建議（儀器顯示三臺(tái)水泵的處理建議相同）
測(cè)試儀詳細(xì)分析——以CH1為例
測(cè)試儀通過(guò)引用頻譜中的部分峰值分析出軸承存在的問(wèn)題，如下表所示。
ISO標(biāo)準(zhǔn)分析——以CH1為例
目前，國(guó)際上關(guān)于設(shè)備振動(dòng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是“ISO2372設(shè)備振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)”和“ISO10816-3振動(dòng)監(jiān)測(cè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)”。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于振動(dòng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如下，對(duì)于CH1冷凍水一次泵，功率范圍為ClassⅡ（Group2）。ISO2372規(guī)定，振動(dòng)范圍≤1.12為良好，1.12~2.8為可接受；ISO10816-3規(guī)定，振動(dòng)范圍≤2.3為良好，2.3~4.5為可接受。
以位置1頻譜圖為例，各方向及范圍的最大振幅如下表所示，標(biāo)紅的兩項(xiàng)，即切向高范圍和切向的范圍均在這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中均達(dá)到了D級(jí)：不允許，而其他方向的振幅均在合理的標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)。
頻譜分析——以CH1為例
水泵及電機(jī)中軸承的種類為滾動(dòng)軸承，一臺(tái)水泵共含有四個(gè)軸承，兩個(gè)位于電機(jī)側(cè)，兩個(gè)位于水泵側(cè)。對(duì)于滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，其發(fā)生的故障主要有以下幾種：
軸承的固定尺寸決定了軸承內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)頻率的不同，軸承每一種零件有其特殊的故障頻率。隨著故障發(fā)展，振動(dòng)的幅值會(huì)增加，并產(chǎn)生諧波，諧波兩邊產(chǎn)生邊頻。
上圖所示為滾動(dòng)軸承故障頻譜特點(diǎn)，
低頻范圍內(nèi)的振幅峰值顯示出軸承具有不平衡或不對(duì)中的問(wèn)題；
中頻范圍內(nèi)的振幅峰值顯示出軸承具有松動(dòng)的問(wèn)題；
高頻范圍內(nèi)的振幅峰值顯示出軸承具有內(nèi)部故障的問(wèn)題；
如下圖所示為低頻范圍內(nèi)的頻譜，可見三個(gè)方向的頻譜中，頻率位于單位1 Orders的時(shí)候均出現(xiàn)了振幅峰值(公眾號(hào):泵管家)，最大峰值達(dá)到了7.0mm/s，因此可能存在軸承不平衡問(wèn)題；在3~8 Orders時(shí)，軸向與徑向振幅出現(xiàn)了小幅度峰值，可能存在輕微的松動(dòng)問(wèn)題。
如下圖所示為高頻范圍內(nèi)的頻譜，軸向頻譜在45 Orders時(shí)出現(xiàn)0.55mm/s振幅峰值，徑向頻譜在45 Orders時(shí)出現(xiàn)2.0mm/s振幅峰值，可見在該特定頻率下，軸承內(nèi)部存在故障問(wèn)題，問(wèn)題的類型和嚴(yán)重程度還有待進(jìn)一步分析。
同理，對(duì)CH1水泵的其他位置測(cè)點(diǎn)的頻譜圖進(jìn)行分析，得到的故障列表如下所示：
四、總結(jié)
本次分析是對(duì)測(cè)試結(jié)果的一個(gè)初步分析，分析儀的結(jié)果只給出了結(jié)果，其中的具體細(xì)節(jié)并未呈現(xiàn)。結(jié)合頻譜分析，我們得出當(dāng)前運(yùn)行條件下，軸承可能存在和故障包括不平衡、不對(duì)中、松動(dòng)、內(nèi)部故障等問(wèn)題，準(zhǔn)確性需要進(jìn)一步深入的分析。
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