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摘 要：設(shè)備故障診斷是保證設(shè)備正常運(yùn)行，避免突發(fā)性設(shè)備事故造成損失的一種非常有效的手段。本文著重介紹時(shí)域指標(biāo)在破碎機(jī)滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；時(shí)域指標(biāo)；故障診斷
武鋼焦化公司PCK型破碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
各項(xiàng)主要參數(shù)見表1
| 型號(hào) | 轉(zhuǎn)子直徑 mm | 轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度 mm | 轉(zhuǎn)速 r/min | 生產(chǎn)能力 t/h | 功率 kW |
|---|---|---|---|---|---|
| PCK1214 | 1240 | 1430 | 750 | 300 | 450 |
| PKC1416 | 1410 | 1608 | 750 | 400 | 560 |
| PFCK1618 | 1600 | 1800 | 750 | 380 | 560 |
一、存在的問題
破碎機(jī)轉(zhuǎn)子主頻高達(dá)750r/min，工作機(jī)沒有減速過程，轉(zhuǎn)速高，沖擊負(fù)荷大，因此，盡管以3個(gè)月為周期定修，仍難造成軸承故障，比如軸承抱死，主軸磨損，主軸損傷，以保證設(shè)備不出故障。1997年曾發(fā)生一臺(tái)PCK1416破碎機(jī)外端軸承位燒損，液力耦合器炸裂、轉(zhuǎn)子軸頸磨細(xì)的惡性設(shè)備事故，不得不采用轉(zhuǎn)子軸修復(fù)和軸磨損維修。
加大點(diǎn)檢密度、提高點(diǎn)檢質(zhì)量、量化分析點(diǎn)檢結(jié)果并采取相應(yīng)措施成為穩(wěn)定破碎機(jī)工況、降低設(shè)備故障的重要措施。
2004年，我公司全 面推廣巡檢儀和設(shè)備狀態(tài)點(diǎn)檢管理系統(tǒng)，經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用時(shí)域指標(biāo)分析破碎機(jī)滾動(dòng)軸承故障效果很好。
二、時(shí)域指標(biāo)的綜合運(yùn)用
峭度指標(biāo)對(duì)沖擊脈沖比較敏感，有關(guān)資料說(shuō)明，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，峭度指標(biāo)一般大約為3.5。我們所監(jiān)測(cè)的八臺(tái)錘式破碎機(jī)，從歷史數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備處于負(fù)載狀態(tài)時(shí)，裕度指標(biāo)、脈沖與峭度指標(biāo)一般沒有明顯變化；空載狀態(tài)下，脈沖與峭度指標(biāo)對(duì)軸承故障有明顯反映，如果脈沖、峭度、裕度指標(biāo)同時(shí)增大，說(shuō)明破碎機(jī)軸承已出現(xiàn)故障隱患，需提高警惕。
我們利用時(shí)域指標(biāo)診斷，從2004年10月至今，成功捕捉到新1#、老1#破碎機(jī)軸承故障，從而避免了類似1997年的惡性事故。
三、案例分析
1．新1#破碎機(jī)
所屬部門：備煤車間；設(shè)備編號(hào)：202313101；測(cè)點(diǎn)編號(hào)：4V-a；運(yùn)行速度：750r/min；采樣頻率：12.8kHz。
檢修前時(shí)域波形見圖2。
檢修后時(shí)域波形見圖3
表2 故障前、發(fā)生故障時(shí)和檢修后該測(cè)點(diǎn)軸承加速度指標(biāo)比較表
| 指標(biāo)名稱 | 指標(biāo)值 2004.10.26 | 指標(biāo)值 2004.12.20 | 指標(biāo)值 2005.02.03 |
| 脈沖指標(biāo) | 3.60 | 4.57 | 3.92 |
| 裕度指標(biāo) | 4.26 | 5.65 | 4.64 |
| 峭度指標(biāo) | 3.07 | 5.00 | 3.19 |
2004年10月26日和2004年12月20日三項(xiàng)時(shí)域指標(biāo)的比較，表明軸承可能已磨損，特別是峭度指標(biāo)偏離正常值較多。2005年元月檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)軸承內(nèi)環(huán)磨損嚴(yán)重。更換軸承后，各項(xiàng)時(shí)域指標(biāo)均有明顯回落。經(jīng)過一段時(shí)間的磨合運(yùn)行，峭度指標(biāo)在2005年2月3日達(dá)到3.19，回到正常水平。
從趨勢(shì)圖（圖4）上也可以看出該軸承加速度在測(cè)量值在故障前、發(fā)生故障時(shí)和檢修后的變化，可以驗(yàn)證用時(shí)域波形和時(shí)域指標(biāo)分析滾動(dòng)軸承故障的可靠性和實(shí)用性。
2．老1#破碎機(jī)
所屬部門：備煤車間；設(shè)備編號(hào)：202312111；測(cè)點(diǎn)編號(hào)：3V-a；運(yùn)行轉(zhuǎn)速：750r/min；采樣頻率：12.8kHz；
檢修前時(shí)域波形見圖5。
檢修后時(shí)域波形見圖6。
表3 故障前、發(fā)生故障時(shí)和檢修后
| 指標(biāo)名稱 | 指標(biāo)值 2004.12.28 | 指標(biāo)值 2005.01.25 | 指標(biāo)值 2005.02.03 |
| 脈沖指標(biāo) | 3.86 | 4.74 | 3.31 |
| 裕度指標(biāo) | 4.67 | 6.07 | 3.87 |
| 峭度指標(biāo) | 4.04 | 8.16 | 2.69 |
檢修前、后時(shí)域波形的對(duì)比分析可以看出：（1）加速度測(cè)量值檢修前為141.10m/s2，檢修后為41.80m/s2； （2）峭度指標(biāo)，檢修前為8.16，檢修后為2.69；（3）檢修前時(shí)域波形出現(xiàn)明顯沖擊信號(hào)；（4）檢修前裕度指標(biāo)已達(dá)6.07，檢修后為3.87。
通過以上各指標(biāo)的對(duì)比，可以明顯看出軸承磨損比較嚴(yán)重。此后，又對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行了四次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)均在高位運(yùn)行。2005年2月時(shí)檢修，發(fā)現(xiàn)軸承滾珠、內(nèi)環(huán)均磨損嚴(yán)重。更換軸承后，峭度指標(biāo)從2004.12.20到2005.03.10的變化趨勢(shì)如圖7所示。
四、小結(jié)
通過歷史數(shù)據(jù)與軸承故障對(duì)比可以看出，只有設(shè)備處在空載狀態(tài)下，時(shí)域指標(biāo)才有明顯的特征變化，能夠正確反映軸承故障；在負(fù)荷狀態(tài)下，時(shí)域指標(biāo)能反映故障總體趨勢(shì)，但局部有起伏。必要時(shí)，應(yīng)結(jié)合倒譜、共振解調(diào)等手段進(jìn)一步確認(rèn)。軸承故障的時(shí)域診斷zui大的優(yōu)勢(shì)是不依賴設(shè)備運(yùn)行轉(zhuǎn)速與軸承的技術(shù)參數(shù)，簡(jiǎn)單實(shí)用，在大型破碎機(jī)的故障診斷中有明顯優(yōu)勢(shì)。
風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)維修、振動(dòng)故障分析、耐磨堆焊、陶瓷貼片、現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡