軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障的診斷分析

摘 要：軋鋼機(jī)械隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)故障是非常普遍的。本文闡述了軋鋼機(jī)械在日常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)振動(dòng)故障時(shí)，采用在線檢測(cè)和計(jì)算機(jī)診斷系統(tǒng)綜合故障診斷的方法，準(zhǔn)確及時(shí)的找到故障的根源。同時(shí)，明確了故障判斷的標(biāo)準(zhǔn);詳細(xì)介紹機(jī)械振動(dòng)故障的診斷流程;并論述了軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障特征數(shù)據(jù)的采集及分析處理等相關(guān)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：軋鋼機(jī)械;振動(dòng)故障;診斷分析

軋鋼機(jī)械隨著在生產(chǎn)與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，其中振動(dòng)故障是最為常見的。出現(xiàn)了振動(dòng)故障不僅威脅著軋鋼機(jī)械的生產(chǎn)安全，而且還會(huì)使軋鋼機(jī)械的使用壽命縮短，同時(shí)降低企業(yè)的生產(chǎn)效率。因此，為了預(yù)防設(shè)備因振動(dòng)故障的發(fā)生，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，在軋鋼工作中不定期對(duì)機(jī)械進(jìn)行維護(hù)與檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題并進(jìn)行有效的處理顯的非常重要。

一.軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障判斷標(biāo)準(zhǔn)與特征數(shù)據(jù)

（一）判斷標(biāo)準(zhǔn)

企業(yè)的技術(shù)人員在對(duì)軋鋼機(jī)械進(jìn)行檢查過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)故障的種類很多，那么在對(duì)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障進(jìn)行判斷時(shí)，主要根據(jù)對(duì)比判斷標(biāo)準(zhǔn)、定量判斷標(biāo)準(zhǔn)與定性判斷標(biāo)準(zhǔn)這三個(gè)故障判斷標(biāo)準(zhǔn)。要想獲得比較準(zhǔn)確的故障判斷結(jié)果，必須結(jié)合這三個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)故障進(jìn)行判斷，而不能單一的根據(jù)所看到的現(xiàn)象隨便下結(jié)論。然而，由于能夠引起軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障的原因是非常多的，要想順利判斷出振動(dòng)故障是不可能的，通常條件下，造成軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障的原因有：機(jī)械軸承形式影響、傳感器位置的影響、實(shí)際轉(zhuǎn)速的影響、工況影響等。諸多因素影響，造成了技術(shù)人員難以準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)。所以，要應(yīng)用定量的判斷手段對(duì)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障進(jìn)行診斷，設(shè)置相應(yīng)的判斷參數(shù)。例如：可以把時(shí)間設(shè)置為判斷基準(zhǔn)，再進(jìn)行比較和分析過(guò)程，對(duì)有關(guān)的測(cè)試點(diǎn)、手段、工況進(jìn)行有規(guī)律的測(cè)量，那么就可以得到相關(guān)的判斷數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以此可以看出軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障。

在判斷軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障時(shí)也可以借助于在線振動(dòng)檢測(cè)診斷系統(tǒng)，不過(guò)要認(rèn)真按照系統(tǒng)中的流程進(jìn)行操作，第一，檢測(cè)工作啟動(dòng)，在啟動(dòng)前，必須按照系統(tǒng)的要求提前準(zhǔn)備好。第二，明確檢測(cè)目標(biāo)，檢測(cè)的目標(biāo)明確以后，要對(duì)這個(gè)目標(biāo)的一些數(shù)據(jù)進(jìn)行了解。第三，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢查時(shí)要有確切的工作安排，確保檢查工作可以順利進(jìn)行。第四，軋鋼機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中就要進(jìn)行檢測(cè)診斷任務(wù)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果得到我們所需要的數(shù)據(jù)。第五，在檢測(cè)結(jié)束后已經(jīng)獲得了許多關(guān)于機(jī)械振動(dòng)情況的數(shù)據(jù)信息，會(huì)形成一個(gè)報(bào)告，報(bào)告中應(yīng)列出檢測(cè)數(shù)據(jù)。第六，依據(jù)我們檢測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)正常的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，看看數(shù)據(jù)之間哪些是存在問(wèn)題的，找出故障點(diǎn)，如果真發(fā)現(xiàn)了故障那么就應(yīng)該及時(shí)采取有效的手段對(duì)故障進(jìn)行處理，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，那么就可以正常存檔。第七，設(shè)置系統(tǒng)主動(dòng)進(jìn)行下一步檢測(cè)診斷程序。

（二）特征數(shù)據(jù)

對(duì)軋鋼機(jī)械進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械中的滾軸或齒輪之間的接觸部位在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)了之后很容易引起振動(dòng)故障，然而，由于軋鋼機(jī)械傳送的路徑是非常復(fù)雜的，那么在傳送信號(hào)的過(guò)程中，就會(huì)受到各種各樣因素的干擾。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)：當(dāng)軋鋼機(jī)械在進(jìn)行作業(yè)時(shí)，機(jī)械工作狀態(tài)、機(jī)械軸承等不正常，特別是機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，如果在運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了異常的情況，都會(huì)對(duì)傳送信號(hào)產(chǎn)生影響。在上面的異?，F(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了之后，企業(yè)的負(fù)責(zé)監(jiān)管機(jī)械設(shè)備的部門就應(yīng)該安排相關(guān)技術(shù)人員對(duì)軋鋼機(jī)械進(jìn)行信號(hào)降噪的有效處理，不要隨便安排一些非專業(yè)的工作人員進(jìn)行操作，這樣可以防止操作不當(dāng)或經(jīng)驗(yàn)上的不足引起新的問(wèn)題，給系統(tǒng)添加更多的麻煩。

當(dāng)對(duì)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障進(jìn)行判斷時(shí)，相關(guān)的技術(shù)人員一定要注重常規(guī)頻譜的處理工作，而且，一旦軋鋼機(jī)械發(fā)現(xiàn)存在有機(jī)械振動(dòng)故障，那么就要對(duì)故障進(jìn)行研究和檢測(cè)，獲得故障發(fā)生后的一些數(shù)據(jù)。這個(gè)時(shí)候，相關(guān)的技術(shù)人員要結(jié)合時(shí)域和頻域這兩個(gè)方面對(duì)檢測(cè)出來(lái)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，詳細(xì)的方法有下面兩點(diǎn)：

1.從時(shí)域方面進(jìn)行分析數(shù)據(jù)

如果從時(shí)域這塊對(duì)機(jī)械振動(dòng)故障檢測(cè)出來(lái)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，那么相關(guān)的技術(shù)人員重心關(guān)注的就是要獲得數(shù)據(jù)的平均值、最大值以及適用值，確保這樣的工作可以順利完成，不會(huì)造成不良影響。

2.從頻域方面進(jìn)行分析數(shù)據(jù)

如果從頻域這塊對(duì)機(jī)械振動(dòng)故障檢測(cè)出來(lái)的特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，那么必須重視兩個(gè)環(huán)節(jié)。第一，在進(jìn)行機(jī)械振動(dòng)故障檢測(cè)獲得相應(yīng)的特征數(shù)據(jù)時(shí)，必須注意到機(jī)械齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)頻和倍頻，這樣有利于加快特征數(shù)據(jù)的獲得進(jìn)度。第二，在對(duì)獲得的有關(guān)頻譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析時(shí)，不要忽略了主要頻率和頻差。

在進(jìn)行上面這兩個(gè)方面的工作安排時(shí)，相關(guān)的技術(shù)人員可以根據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)計(jì)算公式，采用降噪方式獲得特征數(shù)據(jù)，即故障信號(hào)，將這些數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)進(jìn)行一一比較，從而可以找出故障是怎么樣形成的。

二.軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障特征數(shù)據(jù)采集與分析處理

（一）采集

根據(jù)機(jī)械振動(dòng)故障的判斷需求，在對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中要求獲得龐大的數(shù)據(jù)量，這樣可以有利于技術(shù)人員快速的、準(zhǔn)確的判斷出機(jī)械振動(dòng)故障。但是，由于機(jī)械設(shè)備在正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)速是比較低的，而采用傅里葉變換的方式進(jìn)行工作的過(guò)程中，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)獲取的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，那么就需要較大的空間對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。因此，技術(shù)人員在采集數(shù)據(jù)的過(guò)程中一定要控制原始故障采樣數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，這個(gè)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度最好的就是可以有效覆蓋各個(gè)故障的發(fā)生。在采集數(shù)據(jù)時(shí)最重要的任務(wù)就是信號(hào)的傳出，這個(gè)可以借助于計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的鍵相方式進(jìn)行完成，鍵相方式又分為自動(dòng)式和手動(dòng)式。有一些設(shè)備可能具有轉(zhuǎn)速與鍵相模式，那么對(duì)于這些設(shè)備技術(shù)人員就可以應(yīng)用自動(dòng)化的鍵相部件，而且數(shù)據(jù)采集周期設(shè)置為整數(shù)，防止發(fā)生重疊效應(yīng);而那些沒(méi)有安裝轉(zhuǎn)速與鍵相模式的儀器，技術(shù)人員就可以使用手動(dòng)鍵相，但是在操作之前要清楚這些設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，然后技術(shù)人員才能操作設(shè)置不同數(shù)據(jù)采集板塊上的采集頻率，也可以有效地與信號(hào)分析結(jié)合，將原始采集數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度確定下來(lái)了之后獲取我們想要的故障頻率，但是不同的技術(shù)人員可能設(shè)置不同的采樣頻率，這就導(dǎo)致了頻率分析的上下限的不同。

（二）分析處理

在對(duì)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集之后，那么就應(yīng)該數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析與處理?？梢园l(fā)現(xiàn)操作人員在檢測(cè)采集機(jī)械滾軸或是齒輪的振動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)，通常情況下都會(huì)將加速傳感器部件安裝上去，但是，通過(guò)這樣的方式進(jìn)行采集數(shù)據(jù)的效率非常低，特別是在遇到軋鋼機(jī)械轉(zhuǎn)速非常低的情況時(shí)，安裝在滾軸或是齒輪上面的加速傳感器就不是非常的敏感，遇到這樣的情況就會(huì)促使數(shù)據(jù)分析處理工作不能順利進(jìn)行。所以，技術(shù)人員對(duì)滾軸或是齒輪采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理時(shí)，應(yīng)該注意以下幾方面：第一，要執(zhí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管工作，實(shí)時(shí)對(duì)軸承的磨損程度進(jìn)行把握，可以使用渦流傳感器，這樣就可以一直監(jiān)管到軸承空隙的變化情況，對(duì)其在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中如果發(fā)生了磨損的跡象，就可以及時(shí)反饋回來(lái)，而且還可以自動(dòng)過(guò)濾處理故障問(wèn)題。第二，要執(zhí)行動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速監(jiān)管工作，以前在對(duì)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該選擇哪個(gè)故障信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)都是沒(méi)有目標(biāo)的，只是隨機(jī)選擇故障信號(hào)，這樣做非常容易產(chǎn)生誤差。所以，技術(shù)人員要求在檢測(cè)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障時(shí)，安裝具有同步探頭部件的渦流傳感器，可以有效的對(duì)軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障進(jìn)行全方位的、動(dòng)態(tài)的檢測(cè)。第三，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析和處理，找到故障發(fā)生的地方，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行有效的處理。

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作者簡(jiǎn)介：

畢娜（1984年1月），女，大學(xué)學(xué)歷，河北唐山人，唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司檢修分公司工程師，研究方向：機(jī)械。