軸承檢測(cè)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

桑宏琪

(西山煤電集團(tuán)公司官地礦)

軸承檢測(cè)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用

桑宏琪①

(西山煤電集團(tuán)公司官地礦)

利用軸承檢測(cè)儀對(duì)軸承的使用情況進(jìn)行觀測(cè),極大提高了煤礦安全生產(chǎn)水平,方便了機(jī)電設(shè)備配件的備用。介紹了測(cè)量情況不同,軸承可能出現(xiàn)的狀況及解決方案。

軸承;沖擊脈沖dBm/dBc;RMS振動(dòng)測(cè)量;SPM頻譜;癥狀分析

圖1 軸承測(cè)量?jī)x顯示示意圖

1 軸承使用概況

軸承(bearing)為機(jī)械中的固定機(jī)件。當(dāng)其他機(jī)件在軸上彼此產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),用來保持軸的中心位置及控制該運(yùn)動(dòng)的機(jī)件,就稱之為軸承。其作用是固定軸使其實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng),控制其軸向和徑向的移動(dòng)。軸承大致可以分為兩類,滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。

優(yōu)質(zhì)軸承大多還是進(jìn)口軸承,但價(jià)格昂貴,配件配套周期長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)外軸承存在差距。

煤礦企業(yè)關(guān)鍵場(chǎng)所和部件上均使用進(jìn)口軸承。以前軸承的監(jiān)控是憑老工人的經(jīng)驗(yàn),聽音法和測(cè)溫法推斷軸承使用情況。缺點(diǎn)是準(zhǔn)確性低,沒有客觀數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)時(shí)大多已嚴(yán)重?fù)p壞。為了提高煤礦生產(chǎn)安全性,使用軸承檢測(cè)儀器是十分必要的。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有軸承測(cè)量大多使用振動(dòng)測(cè)量方法,西山煤電集團(tuán)公司官地礦使用的SPM軸承測(cè)量?jī)x不僅可以使用先已成熟的振動(dòng)測(cè)量方法,還可以用于測(cè)量沖擊脈沖、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、溫度、和模擬電壓、電流信號(hào)、測(cè)量單跑和雙跑轉(zhuǎn)動(dòng)平衡的綜合測(cè)量?jī)x。

2 測(cè)量?jī)x器的使用

SPM軸承測(cè)量?jī)x是在Windows CE環(huán)境下工作的觸摸屏設(shè)計(jì)手持式狀態(tài)分析儀,使用簡(jiǎn)單易學(xué),單人就可以操作。測(cè)量時(shí)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)不同選用不同的傳感器探頭。常用的測(cè)量方法有沖擊脈沖dBm/ dBc、LR/HR和RMS振動(dòng)測(cè)量ISO10816、ISO2372。沖擊脈沖測(cè)量方法可測(cè)量裝配滾動(dòng)軸承電機(jī)和滾筒等,振動(dòng)測(cè)量方法對(duì)滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承同樣有效。軸承測(cè)量顯示儀示意圖見圖1。實(shí)際使用中多使用沖擊脈沖,用于軸承狀態(tài)監(jiān)控(SPM)的沖擊脈沖測(cè)量方法可以三種互為補(bǔ)充的測(cè)量方法來使用:

SPM dBm/dBc。沖擊脈沖量級(jí)以最大值dBm和“地毯”值dBc兩個(gè)值的分貝值來量化。轉(zhuǎn)/分(rpm)與軸承軸徑的輸入數(shù)據(jù)很重要。最大值dBm以綠-黃-紅狀態(tài)值來評(píng)估。分別表示軸承運(yùn)轉(zhuǎn)處于正常—告警—損壞狀態(tài)。軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)包括安裝質(zhì)量、負(fù)荷、潤(rùn)滑和軸承表面機(jī)械狀態(tài)等因素。

SPM LR/HR。沖擊脈沖量級(jí)以LR(相對(duì)于dBm處于低速)和HR(相對(duì)于dBc處于低速)兩個(gè)值的分貝值來量化。除上述“粗值”外,軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)還可以通過CODE(總體狀況)、LUB(油膜厚度)和COND(表面機(jī)械狀態(tài))等評(píng)估值來表示。這樣,可以使軸承的狀態(tài)信息更為詳細(xì)。所需的輸入數(shù)據(jù)也很詳細(xì):轉(zhuǎn)/分、軸承平均直徑及型號(hào)等。型號(hào)定義軸承的幾何形狀,評(píng)估框相應(yīng)地分為綠—黃—紅狀態(tài)區(qū)。

這兩種測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果顯示軸承運(yùn)轉(zhuǎn)故障時(shí),應(yīng)加以確認(rèn)。通過軸承座及四周沖擊值的比較,潤(rùn)滑測(cè)試,操作者可以確定測(cè)量到的沖擊脈沖是否源于軸承,然后再采取正確的措施。采用先進(jìn)的測(cè)量方法SPM頻譜,這種確認(rèn)過程一般很簡(jiǎn)單。SPM頻譜沖擊信號(hào)的時(shí)間記錄受FFT影響。結(jié)果頻譜中直觀的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)圖示可以清楚地表明,測(cè)量到的沖擊是否由于軸承造成的。從而確認(rèn)采用dBm/dBc或LR/HR方法測(cè)得的軸承狀態(tài)數(shù)據(jù)的有效性。

測(cè)量點(diǎn)規(guī)則。選擇SPM測(cè)量點(diǎn)的規(guī)則具有非常實(shí)用的目的。信號(hào)傳輸路徑越長(zhǎng),在金屬件內(nèi)部碰撞的次數(shù)就越多,強(qiáng)度也會(huì)變得越弱。信號(hào)由一個(gè)金屬件傳到另一金屬件后強(qiáng)度會(huì)發(fā)生衰減(部件之間的油膜起到進(jìn)一步弱化的作用)。不過,遵守通用評(píng)估規(guī)則是很必要的,也就是說,將所有測(cè)到的信號(hào)視為具有相同的質(zhì)量。SPM測(cè)量點(diǎn)規(guī)則旨在確保大部分信號(hào)的可比性,具有足夠的精確度,以及綠-黃-紅狀態(tài)區(qū)的有效性。

1)軸承與測(cè)量點(diǎn)之間的信號(hào)路徑應(yīng)盡可能短且直。

2)軸承與軸承座之間,信號(hào)路徑中只能含一個(gè)機(jī)械接觸面。

3)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)位于軸承的負(fù)荷區(qū)之內(nèi)。

同時(shí),還要考慮機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸的受力方向。這樣,可以確定皮帶張力對(duì)軸承產(chǎn)生的負(fù)荷。

軸承測(cè)量點(diǎn)規(guī)則示意圖見圖2。

圖2 軸承測(cè)量點(diǎn)規(guī)則示意圖

3 測(cè)量數(shù)據(jù)的軟件分析

軸承分析軟件還能系統(tǒng)的建立測(cè)量點(diǎn),形成樹狀分支,更為系統(tǒng)的掌握全礦和各系統(tǒng)的軸承使用情況。軸承監(jiān)測(cè)儀還還能對(duì)檢測(cè)出的軸承數(shù)據(jù),通過軟件進(jìn)行進(jìn)一步的分析,加入SPM Spectrum癥狀和標(biāo)準(zhǔn)故障進(jìn)行對(duì)比,有效區(qū)分故障類別。三種典型診斷狀態(tài)示意圖見圖3,軸承壽命趨勢(shì)示意圖見圖4。

4 實(shí)際使用中的問題及解決方法

在實(shí)際使用中遇到諸多問題,如測(cè)量一次無法準(zhǔn)確判定軸承的狀態(tài),一定間隔時(shí)間內(nèi),需5～10個(gè)測(cè)量結(jié)果足以看出發(fā)展趨勢(shì)。測(cè)量時(shí)偶然有進(jìn)入紅色區(qū)域,為了降低這個(gè)影響在高速軸的軸承上必須實(shí)現(xiàn)良好的潤(rùn)滑,大多數(shù)的軸承必須有潤(rùn)滑油,但加油過多,會(huì)是軸承發(fā)熱,還會(huì)影響傳動(dòng),很容易損壞軸承。其示意圖見圖5。所以正確判斷儀器給出的數(shù)值是很重要的。

5 前景展望

軸承檢測(cè)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用,不僅可以對(duì)現(xiàn)有軸承的使用狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),而且還可以通過分析軸承使用情況,推斷軸承使用壽命。

通過實(shí)踐,本設(shè)備可以推廣使用到全礦整個(gè)系統(tǒng),可以隨時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,具有廣泛的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景。

[1] 王紅軍.滾動(dòng)軸承測(cè)試技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008:235-249.

Application on Bearing Detection in Coal Mine Production

Sang Hong-qi

The bearing tester right be aware of the use of bearings,which greatly enhance the normal production of coal mine safety,convenience for mechanical and electrical equipment spare parts.This paper briefly describes the measurement situation is different,bearing conditions and possible solutions.

Bearing;Impulse dBm/dBc;RMS vibration measurement;SPM spectrum;symptom analysis

book=3,ebook=70

TD407

B

1672-0652(2010)03-0014-03

2010-01-21

桑宏琪 男 1984年出生 2007年畢業(yè)于西安工業(yè)大學(xué) 助理工程師 太原 030022