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关于高速线材精轧机振动故障诊断

李春辉 陈纪安 李博

陕钢集团龙钢公司轧钢厂,陕西韩城,715405

摘要: 在我国科学技术水平不断提高的状况下,工业技术不断创新,但是一些企业在生产期间仍然存在机组故障问题。将高速线材精轧机组与其他类型的机组进行对比,可知具有结构复杂,点检工作难度大的特征,难以依靠人的感官和经验检验故障,这就要选用合理的方法进行振动监测,在诊断故障之后采取针对性措施,为后续高效生产清除障碍。
关键词: 高速线材精轧机组;振动故障;故障诊断;高精度
DOI:10.12721/ccn.2022.157142
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【引言】对于线材厂而言,精轧机就是非常关键的一种设备,通过在线监测精轧机组,不仅可以提前预知设备的运行状况,也能精准掌握设备故障的发展趋势,在保证安全生产的基础上,防止引发更加严重的事故。严格按照标准要求,做好高速线材精轧机振动故障诊断工作,在对设备进行点检的基础上,定期采集设备振动数据并做好分析工作,实时掌握高速线材精轧机振动监测系统运行状况,分析主要部件滚动轴承和齿轮的常见故障形式和特征,制定针对性故障处理方案,保证设备长期处于安全高效运行的状态。本文从高速线材精轧机结构入手,结合高速线材精轧机振动故障诊断要点展开阐述,针对如何做好高速线材精轧机组滚动轴承故障处理工作进行全面探讨。
1高速线材精轧机结构
通过对“高速线材精轧机组”进行分析,可知其实际上是一个典型的高精度和高集成设备,由电机、增速箱、齿轮分配箱、锥齿轮箱等部件共同组建而成。
以A高速线材厂的精轧机为例进行细致分析,如机架是V型互成90度布置,并且10个机架安放在整体刚性底座上,主要是由3台电机集中进行驱动。对于主电机而言,一般状况下都是通过增速箱和分配箱的齿轮,带动两根输出轴,同时输出轴也是通过齿形联轴器与两根传动轴进行连接,分别驱动上下两侧的奇数和偶数机架。除此之外,每一个机架是由1个锥齿轮箱、1个辊箱共同组建而成,其中每一个锥齿轮箱又包括1根主传动轴、1根伞齿轮轴、1根空转轴。在此基础上,主传动轴还会通过1个螺旋伞齿轮带动伞齿轮轴;而伞齿轮轴和空转轴通过1对斜齿轮圆柱直齿轮项啮合,进而这两根轴就会各自驱动1根辊轴,并且最高的轧制速度能够达到70m/s,对于提高生产效率具有重要帮助。
2高速线材精轧机振动故障诊断要点
轧辊箱和齿轮箱是高速线材精轧机组的重要组成部分,在轧辊箱内轧滚轴齿轮分别与锥齿轮的两个同步齿轮啮合,这样就会带动轧辊轧制线材[1]。此外,在齿轮箱中传动轴和齿轮副是非常关键的两个传动部件,在实际对高速线材精轧机组的故障进行诊断期间,主要就是诊断轴承和齿轮故障。振动信号非常重要,具体表现为在能够精准精准反应精轧机组故障的特性,如充分利用由加速度传感器和放大器等共同组成的“容知测振仪器”,测得高速精轧机组的振动信号,之后还要结合具体状况,充分运用时域、频域等多种类型的信号分法开展故障特征信号提取工作,精准地找出精精轧机组的故障位置。实际上,初期阶段开展的机械设备故障诊断工作存在一定的局限性,在设备振动处于异常状况时,只是简单地通过人的经验和感官,或是使用一些简单的工具进行诊断,不仅会对故障诊断结果的精准性造成影响,也会对影响整体生产状况。
3高速线材精轧机组滚动轴承故障诊断措施
3.1全面掌握滚动轴承的故障机理
一是明确滚动轴承的失效形式。
深入研究“滚动轴承”这一零部件,可知其是高速线材精轧机组中不能忽视的一个支撑部件,通常是由外圈、内圈、滚动体、保持架等多种类型的元件共同组成,同时滚动轴承还是高速线材精轧机组中极易受损的一种元件。高速线材精轧机发生的大部分故障是由轴承故障导致的,如一旦发生轴承故障就会使精轧机组出现振动异常的问题,在轴承故障变得非常严重时,还会对高速线材精轧机组的整体运行状况造成影响,进而降低生产效率,不利于提高生产效益。滚动轴承的失效形式,主要包括疲劳剥落、磨损、塑性变形、断裂、锈蚀等。
二是选用合理方法诊断滚动轴承故障。
在高速线材精轧机组发生的故障中,滚动轴承故障的发生概率比较大,这就要在实际开展此项故障诊断工作时选用符合要求的诊断方法[2]。目前非常基础的一种方法是频率分析法,应用率比较高的方法包括倒频谱分析法、希尔伯特包络分析法、时频分析法等。
通常滚动轴承的故障频率,主要在低频段和高频段,这就要在实际开展故障诊断工作时着重分析这两个频段,之后再确定诊断结果。轴承故障早期阶段,高频段的反应非常敏感,但是只能简单地判定机组是否存在故障,不能精准找到故障发生的原因和具体位置;在分析低频段过程中,通过找到轴承的方式,精准判断故障的具体位置。
3.2高效落实增速箱轴承故障诊断工作
做好信号采集工作,一般会在增速箱的轴承座上布置6个测点,并且每一个测点还会在水平、垂直、轴向等三个关键的方向上进行检测。在实际开展信号分析工作时,选用特征非常明显的一个方向进行频谱分析。在增速箱在出现故障期间,在相应的测点位置上使用加速度传感器,完成异常信号采集工作。此外,轴承的故障特征频率还是具体分析轴承故障的一个非常关键的理论依据,“频谱分析”工作主要就是指在频谱图中找到实际诊断轴承的故障特征频率,这样可以对应与之相关的故障。高速线材精轧机组增速箱轴承在出现故障期间,可以依据多频谱图和趋势图来分析故障发生趋势。
结束语:
综上,高速线材精轧机振动故障诊断工作对专业技能的要求比较高,需要总结故障产生的主要原因,在明确故障机理的基础上,采取针对性措施,防止产生严重的安全事故,在提高生产效率的基础上,创造更多效益。
参考文献:
[1]李艳东,李向前,韩锋,刘冬,何威,苏鹏,武志兰,徐田军,陈静洋.高线精轧机LCI变频传动系统稳定运行研究[J].电工材料,2021(03):56-57+62.
[2]张帆.探究高速线材精轧机组自动化调试设计[J].冶金管理,2019(15):40-41.