一、背景介紹
2015年，R水泵廠家對1棟水泵的運行情況進行了測試，採用聲音傳導的方法，如下圖所示，總結出現的故障問題如下表所示。
某中心1棟包含冷凍泵，冷卻泵，補水泵及其配套設備，但投入使用，至今已運行數年，期間沒有進行過預防性的大修，設備各部位可能出現磨損、老化變形等現象，導致設備各部位配合尺寸出現變化，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，間接會影響冷機的運行及機房末端的正常供冷。
R水泵廠家建議水泵自安裝起始日起運行滿3年後，需要對設備進行整備、易損件更換的預防性大修，並給出了處理措施。針對預防性大修，廠家的建議如下：
根據所監測到的水泵故障，漏水問題確實可以通過更換機封進行處理，現已處理完畢；軸承問題還有待商榷，1棟主供冷系統為4套交替運行，投產前期冷負荷較小，1~2套運行即可滿足要求.
因此水泵和電機的軸承並不一定因為使用年限問題進行更換。軸承作為水泵中的重要部件，對於保證水泵的正常運行有著重要的作用，光靠聽聲音和經驗並不一定能發現根源問題，為了瞭解當前水泵及電機軸承的運行現狀， 掌握軸承使用年限及更換時間，對軸承進行測試是十分必要的。
目前，針對軸承的測試主要採用的儀器是振動檢測儀，利用振動檢測和頻譜分析對軸承的振動進行測試和分析，得到振動曲線並分析結果。
通過將測試儀收集的振動數據與根據多年現場經驗所收集的廣泛的規則組進行比較，來確定故障。
二、測試方法與過程
測試時間：2017.3.24
測試地點：某數據中心1棟大冷機房
測試項目：CH1冷凍水一次泵、CH3冷凍水一次泵、CH4冷凍水一次泵
測試工具：F振動分析儀
測試方法：振動分析儀&頻譜分析法
儀器設置：
側點位置：
1-電機活動端； 2-電機主動端； 3-水泵主動端； 4-水泵活動端；
現場實測照片：
三、測試結果分析
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（儀器顯示三臺水泵的處理建議相同）
測試儀詳細分析——以CH1為例
測試儀通過引用頻譜中的部分峰值分析出軸承存在的問題，如下表所示。
ISO標準分析——以CH1為例
目前，國際上關於設備振動的評估標準有兩個，分別是“ISO2372設備振動標準”和“ISO10816-3振動監測評估標準”。兩個標準關於振動的評估標準如下，對於CH1冷凍水一次泵，功率範圍為ClassⅡ（Group2）。ISO2372規定，振動範圍≤1.12為良好，1.12~2.8為可接受；ISO10816-3規定，振動範圍≤2.3為良好，2.3~4.5為可接受。
以位置1頻譜圖為例，各方向及範圍的最大振幅如下表所示，標紅的兩項，即切向高範圍和切向的範圍均在這兩個標準中均達到了D級：不允許，而其他方向的振幅均在合理的標準範圍以內。
頻譜分析——以CH1為例
水泵及電機中軸承的種類為滾動軸承，一臺水泵共含有四個軸承，兩個位於電機側，兩個位於水泵側。對於滾動軸承來說，其發生的故障主要有以下幾種：
軸承的固定尺寸決定了軸承內部發生故障時頻率的不同，軸承每一種零件有其特殊的故障頻率。隨著故障發展，振動的幅值會增加，併產生諧波，諧波兩邊產生邊頻。
上圖所示為滾動軸承故障頻譜特點，
低頻範圍內的振幅峰值顯示出軸承具有不平衡或不對中的問題；
中頻範圍內的振幅峰值顯示出軸承具有鬆動的問題；
高頻範圍內的振幅峰值顯示出軸承具有內部故障的問題；
如下圖所示為低頻範圍內的頻譜，可見三個方向的頻譜中，頻率位於單位1 Orders的時候均出現了振幅峰值(公眾號:泵管家)，最大峰值達到了7.0mm/s，因此可能存在軸承不平衡問題；在3~8 Orders時，軸向與徑向振幅出現了小幅度峰值，可能存在輕微的鬆動問題。
如下圖所示為高頻範圍內的頻譜，軸向頻譜在45 Orders時出現0.55mm/s振幅峰值，徑向頻譜在45 Orders時出現2.0mm/s振幅峰值，可見在該特定頻率下，軸承內部存在故障問題，問題的類型和嚴重程度還有待進一步分析。
同理，對CH1水泵的其他位置測點的頻譜圖進行分析，得到的故障列表如下所示：
四、總結
本次分析是對測試結果的一個初步分析，分析儀的結果只給出了結果，其中的具體細節並未呈現。結合頻譜分析，我們得出當前運行條件下，軸承可能存在和故障包括不平衡、不對中、鬆動、內部故障等問題，準確性需要進一步深入的分析。
來源 : 騰訊數據中心 泵管家
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