軋鋼機(jī)械振動故障的分析及診斷

　　摘要：軋鋼機(jī)械長時間在生產(chǎn)運(yùn)行中會出現(xiàn)各種故障，對設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行、正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。最常見的故障之一是機(jī)械振動，如不及時排除，將引發(fā)其他故障，導(dǎo)致軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量、效率和安全性大幅度下降。因此，必須加強(qiáng)對軋鋼機(jī)振動原因的分析研究，對所出現(xiàn)的問題及時處理，以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　關(guān)鍵詞：軋鋼機(jī)械;振動故障;診斷

　　引言

　　對于軋鋼企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作來說，原材料由鋼坯到成品的一系列生產(chǎn)過程都離不開軋鋼機(jī)械的支持，在這些生產(chǎn)流程中，軋鋼機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)時間較長，生產(chǎn)強(qiáng)度較大，這也代表著機(jī)械設(shè)備很容易會產(chǎn)生故障。若軋鋼機(jī)械出現(xiàn)故障問題時，技術(shù)人員不僅要根據(jù)原定的故障判斷標(biāo)準(zhǔn)來分析設(shè)備的振動故障源，還要結(jié)合具體的振動數(shù)據(jù)分析機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)振動故障的原因，確保故障問題能夠針對其根源入手。由于軋鋼機(jī)械故障問題會影響軋鋼生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，因此對軋鋼機(jī)械振動故障的成因進(jìn)行分析，重點(diǎn)分析不同類型故障及其形成原因，也有助于以后設(shè)備管理和故障維修提供參考依據(jù)。

　　1.軋鋼機(jī)械設(shè)備的振動故障分類和原因分析1.1 轉(zhuǎn)子異常 振動轉(zhuǎn)子的異常振動主要包括裝配質(zhì)量不足和軸彎曲。在軋制機(jī)械設(shè)備中，如果轉(zhuǎn)子裝配不當(dāng)，就會發(fā)生轉(zhuǎn)子的異常振動，導(dǎo)致設(shè)備負(fù)荷和設(shè)備工作溫度特別是軸承溫度不能保持穩(wěn)定。最終會出現(xiàn)轉(zhuǎn)子異常振動進(jìn)一步加劇的現(xiàn)象，甚至?xí)a(chǎn)生連接松動、脫落等問題，轉(zhuǎn)子松動會進(jìn)一步影響軸的穩(wěn)定性，嚴(yán)重?fù)p壞轉(zhuǎn)子和軸承，轉(zhuǎn)子損壞時，頻率難以保持穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備損壞。轉(zhuǎn)子裝配質(zhì)量不過關(guān)容易發(fā)生在每次大修后的試運(yùn)轉(zhuǎn)階段。轉(zhuǎn)軸彎曲也會造成轉(zhuǎn)子異常振動，軋機(jī)的各級轉(zhuǎn)軸的受力較大，沖擊載荷也很大，容易過載造成彎曲，轉(zhuǎn)軸彎曲后也會造成轉(zhuǎn)子異常振動，轉(zhuǎn)軸彎曲容易發(fā)生在停機(jī)待用期間。

　　1.2 電氣故障引起的電機(jī)振動電機(jī)各相電流嚴(yán)重不平衡、轉(zhuǎn)子條松動和定子線圈松動等電氣原因都可能引起電機(jī)的振動。電氣故障除了引起電機(jī)振動，一般還伴隨著電機(jī)發(fā)熱增大和工作溫度升高，進(jìn)一步惡化電氣故障，引起更嚴(yán)重的電氣事故甚至造成電機(jī)燒壞。1.3 齒輪機(jī)械振動作為重型工業(yè)設(shè)備，軋鋼機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行中需要承受較大的壓力，齒輪的受力較大且載荷沖擊嚴(yán)重，久而久之發(fā)生齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕甚至斷齒的情況。上述問題會造成機(jī)械設(shè)備振動異常，進(jìn)而影響齒輪的使用壽命和使用效果，最終對軋鋼機(jī)械設(shè)備整體運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。

　　1.4 滾動軸承振動

　　在軋鋼機(jī)械設(shè)備中，滾動軸承也是構(gòu)成設(shè)備的主要部件，滾動軸承振動現(xiàn)象主要是由于過大的沖擊載荷造成軸承的局部沖擊點(diǎn)蝕和軸承游隙加大造成的，最終導(dǎo)致出現(xiàn)振動異常問題。

　　2 振動異常判斷標(biāo)準(zhǔn)

　　2.1軸承振動數(shù)據(jù)分析

　　在滾動軸承或齒輪振動數(shù)據(jù)的采集過程中，通常通過安裝傳感器組件來獲取振動數(shù)據(jù)，但這種數(shù)據(jù)采集方式效果不是很好，而且當(dāng)軋機(jī)運(yùn)行效率較低時，傳感器的靈敏度會有所不同，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析出現(xiàn)偏差。對此，技術(shù)人員在分析軸承振動時需要考慮以下幾點(diǎn)：其一，需要通過動態(tài)化的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，掌握軸承的磨損狀況，通過渦流傳感器來監(jiān)測軸承的縫隙變化，了解軸承在運(yùn)作期間是否存在磨損現(xiàn)象，以及磨損的嚴(yán)重程度等，自動過濾處理故障問題;其二，動態(tài)轉(zhuǎn)速檢測。需要進(jìn)行動態(tài)化的轉(zhuǎn)速檢測工作，一般的軋鋼機(jī)械設(shè)備振動故障監(jiān)測都會隨機(jī)選擇故障信息，這種方法可能會程序愛你分析誤差問題，技術(shù)人員在數(shù)據(jù)分析中需要通過渦流傳感器及同步探頭部件實(shí)現(xiàn)動態(tài)化的故障問題檢測;其三，數(shù)據(jù)的綜合分析。在數(shù)據(jù)綜合分析方面，需要明確故障問題的來源，對特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，及時發(fā)現(xiàn)故障并解決故障。

　　2.2軋鋼機(jī)械設(shè)備狀態(tài)識別

　　對于軋鋼機(jī)械設(shè)備來說，在運(yùn)作期間的狀態(tài)一般有三種類型，分別為穩(wěn)定狀態(tài)、空載狀態(tài)、沖擊狀態(tài)。工作人員在軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)作狀態(tài)分析過程中需要收集各種數(shù)據(jù)信息，在數(shù)據(jù)信息收集完成后還要進(jìn)行對比和分析，合理判別軋鋼機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)，并且要過濾掉不完整的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的可比性，幫助人員掌握設(shè)備的運(yùn)作狀態(tài)。

　　2.3三種判斷標(biāo)準(zhǔn)

　　(1)相對判斷主要采用時間軸作為判斷的基礎(chǔ)和參照。一般以集中控制系統(tǒng)在線監(jiān)測的振動值的變化趨勢為基礎(chǔ)，結(jié)合振動值升高的速度和突變速度進(jìn)行診斷。相對判斷可以用來判斷齒輪磨損和軸承磨損等不斷積累的故障，適合對保養(yǎng)過程的故障趨勢進(jìn)行預(yù)測和提前預(yù)防。

　　(2)類比判斷主要采用相同或相似的振動值和振動頻譜為基礎(chǔ)來進(jìn)行對比分析。一般以測振儀測出的振動位移、振動速度、振動加速度和振動頻譜作為依據(jù)，對比振動值的大小和頻譜成分。類比判斷適合進(jìn)行設(shè)備制造質(zhì)量優(yōu)劣判斷和運(yùn)行過程造成的故障部位進(jìn)行精確定位。 (3)定量判斷主要采用測定的設(shè)備振動值和頻譜自身的量進(jìn)行分析。一般與振動標(biāo)準(zhǔn)推薦值進(jìn)行對比。定量判斷適合判斷齒輪斷裂、軸斷裂和軸彎曲等突發(fā)故障。

　　3.設(shè)備振動的管理和維護(hù) 3.1控制好設(shè)備的零件及安裝精度 在設(shè)計加工機(jī)械設(shè)備過程中應(yīng)當(dāng)尊重實(shí)際需求，做好每個零部件的設(shè)計和加工，然后在具體施工中堅(jiān)持以圖紙內(nèi)容為依據(jù)進(jìn)行加工。當(dāng)所有加工工作結(jié)束后可以裝配軋鋼機(jī)械設(shè)備，對各個環(huán)節(jié)的精密度加強(qiáng)控制，保證精確地安裝好各個零部件，避免發(fā)生安裝失誤、順序錯亂等問題，保證裝配精度和裝配質(zhì)量。 3.2對設(shè)備中的重要零件狀態(tài)實(shí)時監(jiān)測

　　可以利用傳感器等監(jiān)測重要軋鋼機(jī)械設(shè)備的振動情況，比如在設(shè)備終端執(zhí)行件、減速機(jī)和軸承安裝位置等各處安裝監(jiān)測設(shè)備，保證第一時間發(fā)現(xiàn)設(shè)備的振動異常情況并且及時采取處理措施，避免產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。在安裝好監(jiān)測設(shè)備后可以對正常運(yùn)行和停機(jī)狀態(tài)下的振動情況實(shí)時監(jiān)測，由傳感器將測量的實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊锌刂葡到y(tǒng)，若出現(xiàn)異常振動由控制軟件給工作人員提示，讓工作人員根據(jù)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)對具體振動情況進(jìn)行判斷，實(shí)現(xiàn)振動源高效快速、準(zhǔn)確地定位，采取有效的控制振動的措施。 3.3做好定期維護(hù)工作

　　在實(shí)際生產(chǎn)過程中需要定期維護(hù)和跟蹤軋鋼機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，這和定期維護(hù)修理有著異曲同工之處，主要是優(yōu)化升級軋鋼機(jī)械設(shè)備，保證機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)始終維持在良好狀態(tài)。通過定期維護(hù)軋鋼機(jī)械設(shè)備可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行中存在的問題并且快速采取解決辦法，同時定期維護(hù)能夠達(dá)到預(yù)防設(shè)備發(fā)生故障的效果，提升機(jī)械設(shè)備運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性，將發(fā)生問題的概率大大降低。合理的開展定期養(yǎng)護(hù)能夠延長設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行優(yōu)化。相關(guān)維護(hù)人員和管理人員在實(shí)際開展軋鋼機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理工作時，需要定期維護(hù)，將周期性維護(hù)的方案落到實(shí)處，同時靈活調(diào)整維護(hù)方案，根據(jù)實(shí)際操作情況做好設(shè)備常規(guī)檢測。如果設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)了意外情況，可以臨時指定維護(hù)方案處理未預(yù)見的問題。

　　結(jié)語

　　在軋鋼生產(chǎn)中，軋鋼機(jī)械起著重要的作用，而軋鋼生產(chǎn)離不開機(jī)械設(shè)備的配套。但軋機(jī)振動故障影響生產(chǎn)效率和質(zhì)量，這就需要對機(jī)械振動故障進(jìn)行全面分析，找出故障原因并加以控制。軋機(jī)振動故障的診斷和解決是軋機(jī)管理和維修的關(guān)鍵問題。需要進(jìn)一步完善軋鋼機(jī)械振動故障的判斷標(biāo)準(zhǔn)，分析機(jī)械振動故障的具體特征，建立故障診斷專家系統(tǒng)，加強(qiáng)故障判斷和解決能力，支持軋鋼機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)行，并進(jìn)一步提高軋鋼機(jī)械的功能性，保證軋鋼企業(yè)的生產(chǎn)效率。

　　參考文獻(xiàn)：

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