夏冬梅

（佛山職業（yè）技術學院）

摘　要：采用單一、獨立的監測診斷方式已經無（wú）法滿足大工業化的生產需求，實現信號數據（jù）的（de）存儲、特征提（tí）取（qǔ）和共享，開（kāi）展設備狀態監測和技術創新，是科技發展的主要趨勢，互聯網 / 物聯網技術、雲計算技術的快速發展已經為這一設想提（tí）供了可能。在線采（cǎi）集高線軋機軸承振動（dòng）信號，提取故障特征，再基於高線（xiàn）軋機振動故障機（jī）理進行故障診斷分析，並提供行之有效的解決方案。

高（gāo）線軋（zhá）機設備具（jù）有運轉速度（dù）高、載荷變化頻繁、所軋製軋（zhá）件溫度低的（de）特點，設備的主要故障是主傳動設備的（de）軸承（chéng）、齒輪失效，占總設備故障時間（jiān）的 50% 以上。而主傳動設備（包括預（yù）精軋機、精軋機、夾送輥和吐絲機等）是生產線中的（de）關鍵精密設備，如（rú）果出現故障將造成整個生（shēng）產線的產量減少或停機，維修處理時（shí）間長，維修（xiū）費用（yòng）昂貴。據（jù）不完全統計，機械設備故障有超（chāo）過 70% 是振動故障，以軸（zhóu）承振動引起失效Z為普遍。因此，對高線軋機的檢測重心應（yīng）該放在軸承故（gù）障信號的監測與分（fèn）析方麵。下麵通過對韶鋼煉軋廠高線軋機設備狀態監測和技術創新，開展軸承振動在線監測與（yǔ）故障診斷分析，並提出（chū）處理方法和改進方（fāng）案。

1、係統（tǒng）介紹

在線振動監測係統主要分為三大部分：在線計算機，現場（chǎng）檢測單元和振動傳感器。主要的檢測對象為精軋機、減定徑機和吐絲機等（見圖1）。

在每個齒（chǐ）輪箱位設置兩個監測點，並安裝2個加（jiā）速度傳感器，主要對加速（sù）度、速度和包絡值（zhí）進行檢測（cè）。通過傳感器采（cǎi）集軋製過程中的軸承振動信號，現場檢測單元對數據進行提取、優化，再傳遞給在線診斷軟件分（fèn）析，實現動態化監控。

2、應用實例

2.1預精軋（zhá）機齒輪箱軸承故障診斷及處理

2.1.1故障現象及分析

現象（xiàng）：發現部（bù）分精軋（zhá）機齒輪箱在輸入軸監測點的振動數值超過係統設置的報警值（zhí）。

分析：研究其頻譜圖，在軸承內圈連續滾動、而外圈（quān）處於靜止狀態時，對（duì）圓錐滾子軸（zhóu）承的故障頻率特征進行計算，得到（dào）外圈故障頻率數值：BPFO=16.10×14.1161=227.26Hz。

結論：該軸承外圈（quān）發生的故障頻率1、2、3 倍的頻振（zhèn）幅數值均超過 1 個，由此斷定該軸承外圈發生損壞。

2.1.2故障處理及改進

處理：利用機械設備大修（xiū），對齒輪箱進行解體，發現圓錐滾子軸承外圈內滾道表麵有嚴重壓痕。更（gèng）換軸（zhóu）承，輸入軸包絡信號後，振動總數值有所下降。

改進：該軸承故（gù）障主要是由於（yú）交流變頻電（diàn）機引起軸承（chéng）過（guò）電流現象，使軸承發生電蝕。因（yīn）此，采取如下（xià）措施：在電機軸內安裝接地碳刷，及時清（qīng）掃粉塵；在變頻器（qì）處，增加信號濾波，提高信號分（fèn）辨能力；電機軸（zhóu）承使用專業軸承，實現對電流進行隔斷（duàn）。

2.2減定（dìng）徑機變（biàn）速箱（xiāng）軸承（chéng）故障診斷及處理

減定徑機變速箱主要分為四個箱體，用ABCD代替。具有 20 組的離合器（qì）裝置，能夠有效實現轉速變化，並傳遞齒輪中間安裝有（yǒu）支撐軸承（chéng）。

2.2.1故障現象及分析

現象：當低於要求溫度時，減（jiǎn）定徑機 A 箱會發生異常振（zhèn）動，並在短時間內速度提升較（jiào）快。

分析：頻譜（pǔ）圖顯示（shì）峰值（zhí）為（wéi）71.9Hz，且存在諧（xié）波，需（xū）要對軋製φ13規格 A箱4檔齒輪內軸承6034 C3進行（háng）計算驗證。A箱輸入軸（zhóu）和（hé）過橋軸之（zhī）間設置有一級螺旋傘齒輪增速，其速比 i0=26/33；過橋軸和輸出軸之間存在4個檔位，分別（bié）為 i1=78/19，i2=69/27，i3=72/45，i4=65/65；當軋製 φ13 規格（gé）電機（jī）轉動速度為829.1r/min，換2檔之後，2檔齒（chǐ）輪內軸承內外圈同向轉動無速度差（chà），換4擋後，內軸（zhóu）承內外圈同向旋轉（zhuǎn）存在（zài）一定速度差。軸承（chéng）（SKF）滾動體直徑為26.988mm，節（jiē）圓直徑為215mm，滾動體數量為15，接觸（chù）角 α=0°。

結論：該軸承外圈（quān）發生故障頻（pín）率 1、2、3、4 倍的頻振（zhèn）幅數值均（jun1）超過 0.6mm/s。由此斷定，該軸承外圈（quān）發生損壞（huài）。此時，必須立即停止工（gōng）作（zuò），進行全麵檢修。

2.2.2故障處理（lǐ）及（jí）改進

處理：對減定（dìng）徑機組進行構件解體後發現，軸（zhóu）承6034 C3 外圈內滾道具有嚴重磨（mó）損現象。對軸承進（jìn）行檢修、更換（huàn），設備的振動（dòng）總數值有所下降，此時頻譜圖中軸承（chéng）6034 C3 的