前言
幹熄焦提(tí)升機是把需要幹熄的紅焦運送(sòng)到幹洗槽的專用設備,是(shì)由微機控製、嚴格按程序運行、精準定位、自動(dòng)抓取(提起)、放下(鬆鉤、脫鉤)的一種特(tè)殊結構、特定功能的全自(zì)動室外鉗取式橋(qiáo)式吊車,是幹熄焦獨有、專用的關鍵設備。提升機的工作特點是啟停(tíng)頻(pín)繁、工況不穩定、負(fù)載大,減速機需要承受較大的負荷。減速機一旦出(chū)現故障,就可致使煉焦係統癱瘓,造成非計劃停機,給企業造成巨大的經濟損失。
1 提升機減速機的結構
××焦化廠提升機是由2台功(gōng)率相同的電機驅動,電機功率為375kW;額定轉速為744r/min。減速機輸出扭矩(jǔ)2×178kN·m,工作級別8級,單電機傳動轉速比93.375,雙電機傳動轉速比46.688。
減速機為(wéi)5級減速,可實現較(jiào)高的傳動(dòng)比和承受較大的轉矩。1#電機帶動級齒輪與(yǔ)行星(xīng)包大(dà)齒圈外齒齧合,與2#電機(jī)帶動(dòng)的太陽輪形成差動行(háng)星齒輪傳動輪係。行星輪公轉轉速為第二級輸出轉速,然後經過3次減速,輸出轉軸驅動卷(juàn)揚滾筒(tǒng)。第(dì)二級的行星輪係,不但有行星輪(lún)係的優點,還可實現變傳動比等功(gōng)能(néng),可實現93.375/46.688的2擋不同(tóng)傳(chuán)動比的切換。實現方式是:當2台電機都在運轉時(shí),此時的行星輪(lún)係為差動行星輪,減速機的傳動比為46.688;當1#電機和2#電機任何一台運轉時,減速機(jī)的傳動比為93.375。減速機結構簡圖見(jiàn)圖1。

2 提升機(jī)減速機特征(zhēng)頻率
在2台電機同時工作情況(kuàng)下,通過計算得出焦化廠提升機減速機各軸轉頻及齧合頻率(lǜ)。
電機輸入轉數為n=744r/min;
1軸的回轉頻率:f1=744/60=12.364Hz;
1,2軸的齧合頻(pín)率(lǜ):f1.2=f1×Z1=12.364×32=395.663Hz;
內齒輪回轉(zhuǎn)頻率:f內(nèi)=f1×Z1/Z2=12.36×32/112=3.533Hz;太陽輪回(huí)轉頻率:f太=744/60=12.364Hz;
行星架回轉頻率(lǜ):fH=(f太×Z4+f內×Z3)(/Z4+Z3)=(12.364×20+3.533×70)(/20+70)=5.495Hz;
行星輪係齧合頻率:(f太-fH)×Z4=(fH-f內)×Z3=137.383Hz;
2軸輸出轉頻:f2=5.495Hz;
2,3軸齧合頻率:f2.3=f2×Z7=5.495×75=412.149Hz;
3軸回轉頻率:f3=f2×Z6/Z7=5.495Hz;
3,4軸齧合頻率:f3.4=f3×Z8=5.495×20=109.906Hz;
4軸(zhóu)回轉頻率:f4=f3×Z8/Z9=5.495×20/81=1.357Hz;
4,5軸齧合頻率(lǜ):f4.5=f4×Z10=1.357×18=24.424Hz;
5軸(輸出軸)回轉頻率:f5=f4×Z10/Z11=1.357×18/92=0.265Hz;減(jiǎn)速機傳動比:12.364/0.265=46.688。
減速機(jī)齒輪齒數、各軸回轉頻率及齒輪(lún)齧合頻率,表1。
3軸軸承(chéng)為skf22230C雙列調心滾子軸承,球麵滾道,外徑270mm,內徑150mm,厚度73mm,19個滾動體,保持架為N黃銅實體。3軸轉頻為5.4953Hz,軸承各零件特征頻率,表2。

3 提升機減速機狀態監測與故障診斷
3.1測點選擇及采集方法
提(tí)升機的工作特點是(shì)啟停車頻繁、變轉速和變載荷。一個工(gōng)作周期要經曆低速負載提升、高速負載提升、機架平(píng)移(yí)、低(dī)速負載下降、低速空載提升和(hé)高速空載(zǎi)下降6種工況。提升機在高速提(tí)升狀況時,齒輪傳動(dòng)所承受的力矩Z大,振動也Z大,故障信號表現Z明顯,所以選擇提升機在(zài)高速提升(shēng)狀況時測試數據。為了保證數據的可比(bǐ)性,每一(yī)個測點數(shù)據都要在此工況下采集(jí)。測點選擇在各軸的兩端軸(zhóu)承(chéng)座上,每(měi)個測點要測試垂直V,水平H和(hé)軸向A的3個方向上的振動值,測試參數選擇位移、速度(dù)、加速度(dù)值。測試傳感器是(shì)加速(sù)度傳感器,磁座連接。采(cǎi)用總值趨勢和長時域(yù)波形等方(fāng)法監測減速機。
3.2分析過程
2014年7月以前對提升機減速機進行狀(zhuàng)態監測,沒有發現異常,機組運行情況良好。從7月開始(shǐ),3軸2#電機側測點監測特征發生變化,該測點(diǎn)顯(xiǎn)示了3軸2#電機側軸承內圈及外圈特征。隨著設(shè)備的運行,劣(liè)化較為緩慢,在9月中旬該測點加速度及位移信號趨勢出現變化,但是主要能量還是集中在齧合頻率,軸承內圈的特征逐漸被外圈特征掩(yǎn)蓋。
(1)總值(zhí)趨勢。通過總值趨勢的(de)變化圖可以(yǐ)觀察設備(bèi)振動的瞬息變(biàn)化過程,便於現場(chǎng)分析設備振動的變化(huà)過程。通過總值的變化情況,來判斷設備的運行狀況。從3軸2#電機側3V16K加速度(2~10K)總值趨勢與峭度趨勢上看(kàn),總值趨勢並沒有明顯的變化,峭度趨勢有所上升。
(2)長時域波形。長時域波形方法適用於設備的瞬態過程的數據采集。它具有很強(qiáng)的時域信號的采集能(néng)力,具有較(jiào)高的分辨率。長時域波形功能(néng),可以把減(jiǎn)速機的一個工作周期的數據采集下來進行(háng)詳細的回放分析。用長時域波形記錄的數據進行時域波形分析、頻譜分析(xī)和包絡分析,並進行精密診斷,判(pàn)斷減速機運行狀態(tài)和進行故障診斷。2014年8月1日采(cǎi)集了3軸2#電機側長波形頻譜、包絡解(jiě)調(diào)圖譜、時域波形(xíng),其(qí)中長波形頻譜(pǔ)顯示軸承內圈特征並不明顯;但是在包絡(luò)解調圖中發現軸承內圈特征明顯,且帶有轉頻(pín)邊帶;時域波形圖(tú)中同樣也(yě)出現了轉頻(pín)周(zhōu)期的衝擊及小間(jiān)隔衝擊(jī)的內圈特征頻(pín)率。9月19日同樣采集的3軸2#電機側長(zhǎng)波形頻譜、包(bāo)絡解調圖譜、時域波(bō)形,其中長波形頻譜顯示軸承22230明顯的外圈(quān)特(tè)征(zhēng)44.751Hz,已經掩蓋了(le)該軸承的(de)內圈特征(zhēng);解(jiě)調出現了軸承外圈特征頻率及其諧波為主導的信號,且帶有2.3Hz的轉頻邊帶,即該軸承的保(bǎo)持架(jià)特征;波形中出現明顯、淩亂的衝擊(jī),來源於軸承(chéng)的外圈及內圈缺陷。
3.3診斷結論
通過精密(mì)分析、診斷確定幹熄焦提升機減速機3軸2#電機側軸承內外圈嚴重剝落。建議焦化廠焦二車間盡快更換3軸2#電機側22230C軸承。
檢修驗證:2015年10月對該(gāi)減(jiǎn)速機(jī)進(jìn)行(háng)檢修,更換了減速機3軸2#電機側軸承,對故障軸承(chéng)進行拆解驗證,發(fā)現軸承內外圈均有大麵積剝落,與故障診斷結果完全一致。故障軸承實物圖片,圖2。

4、結束(shù)語
幹熄焦提升機減速機由於工況的特殊性(xìng),對(duì)其進行狀態監測及故(gù)障(zhàng)診斷存在很多的困難,從采集總值趨勢和長(zhǎng)時域波形(xíng)的監測方法入手,通過總值趨勢中的Z大振動值判斷設(shè)備(bèi)是否正常;通過(guò)長時域波形完(wán)整記錄減速機各工況下的數據,然後在通過時域波形、頻譜、包絡(luò)解調等分析方式進行精密診斷,盡早地發現行減速機的故障,確保了提升機減速機的正常運轉,對企業(yè)維持正常生產、降低維修成本、提高企業(yè)的(de)經濟效益具(jù)有深遠意義。