利用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)排查輥壓機減速機故障

古金華

利用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)排查輥壓機減速機故障

Failure Check of Roller Gear Box by the Status Monitoring Technology

Failure Check of Roller Gear Box by the Status Monitoring Technology

古金華

1 前言

為了降低設(shè)備維護成本，我公司于2012年5月引進設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，對全廠主機設(shè)備進行離線振動狀態(tài)監(jiān)測及離線油液狀態(tài)監(jiān)測，這一技術(shù)的推行應(yīng)用可有效提高設(shè)備的掌控能力和運行可靠性，確保設(shè)備處于受控狀態(tài)，使設(shè)備隱患在萌芽狀態(tài)得以及時處理，杜絕設(shè)備突發(fā)、重大事故的發(fā)生。本文主要介紹結(jié)合油液狀態(tài)監(jiān)測與振動狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，發(fā)現(xiàn)并解決2號輥壓機定輥減速機齒輪及軸承故障的案例。

2 設(shè)備及狀態(tài)基本情況

我公司兩條5 000t/d熟料生產(chǎn)線，水泥粉磨系統(tǒng)采用φ4.2m×13m球磨機配套RP170-110輥壓機的聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，輥壓機減速機的型號為GZLP1300。

油液狀態(tài)監(jiān)測方式為離線監(jiān)測，即按規(guī)定周期在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時從固定油液取樣口取油樣送至油液檢測實驗室對油液的40℃運動粘度、總酸值、水分、抗乳化性能、污染度及PQ指數(shù)（PQ指數(shù)，即潤滑油液中鐵磁性金屬顆粒含量）等理化性能指標(biāo)進行檢測，通過跟蹤各指標(biāo)的變化情況來分析潤滑油性能及設(shè)備磨損情況。

振動狀態(tài)監(jiān)測也為離線監(jiān)測，是采用上海華陽HY-106C手持式工作測振儀在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中采集各部件的振動數(shù)據(jù)，結(jié)合PMS設(shè)備點巡檢管理系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫，對每次采集的數(shù)據(jù)進行時域及頻域分析，根據(jù)各部件特征頻率的差異來判斷故障情況。

3 油液狀態(tài)監(jiān)測現(xiàn)象

2號輥壓機于2015年4月系統(tǒng)檢修時更換了新的定輥減速機，減速機潤滑油為長城4407（320號）重負荷合成工業(yè)齒輪油。新減速機投入運行后長期出現(xiàn)潤滑油PQ指數(shù)高的問題。針對這一情況，我公司采取的措施為更換新潤滑油或進行油液在線過濾，過濾精度為10μm，但潤滑油PQ指數(shù)在短時下降后很快再次上升。PQ指數(shù)變化情況如圖1所示（PQ指數(shù)參考值≤50）。

如圖1所示，減速機潤滑油中鐵磁性金屬顆粒含量高于參考值，說明減速機內(nèi)部齒輪或軸承存在異常磨損現(xiàn)象。

圖1 潤滑油PQ指數(shù)變化曲線

4 振動狀態(tài)監(jiān)測現(xiàn)象

4.1 測點布置及符號意義（見圖2）

該減速機設(shè)置了四個測量部位，每個部位分別對軸向、水平及垂直三個方向進行振動數(shù)據(jù)的采集，其中水平及軸向測量振動速度，垂直方向測量振動速度及加速度。

4.2 減速機頻率（表1）

4.3 振動數(shù)據(jù)時/頻域分析

2016年1月31日，在振動數(shù)據(jù)分析時，發(fā)現(xiàn)3V及4V測點加速度頻譜圖中高速級齒輪的嚙合頻率（462.5Hz）的兩側(cè)存在第二軸轉(zhuǎn)頻（10.5Hz）的邊頻帶，其中下邊帶較為明顯。當(dāng)齒輪磨損時，會出現(xiàn)齒的轉(zhuǎn)速邊頻帶；當(dāng)下邊頻帶分量突出時則表明齒輪嚙合出現(xiàn)偏心現(xiàn)象。據(jù)此，結(jié)合油液狀態(tài)監(jiān)測現(xiàn)象，推測該減速機可能出現(xiàn)高速級大齒輪磨損或承載軸承出現(xiàn)異常。

另外，此次振動數(shù)據(jù)4V測點的加速度頻譜圖中第二軸軸承的內(nèi)圈及滾動體故障特征頻率出現(xiàn)多次諧波頻率，且其諧頻的幅值較高。據(jù)此，再次判斷該減速機第二軸軸承內(nèi)圈或滾動體存在異常磨損現(xiàn)象。

5 檢修確認及總結(jié)

通過油液及振動狀態(tài)的定期監(jiān)測，至2016年8月9日時，該減速機3V測點加速度頻譜圖中高速級齒輪的嚙合頻率（462.5Hz）的兩側(cè)第二軸轉(zhuǎn)頻（10.5Hz）的邊頻帶更為明顯，且幅值接近于嚙合頻率的幅值（如圖3所示），這是因為故障的擴展所致。

因此，我公司于2016年8月10日至12日對該減速機進行在線檢修，經(jīng)拆卸發(fā)現(xiàn)高速級大齒輪齒面及第二軸靠傳動側(cè)軸承滾動體已出現(xiàn)剝落和凹坑現(xiàn)象。將損壞的齒輪各軸承更換后，減速機油液PQ指數(shù)、振動數(shù)據(jù)波譜圖等均未發(fā)現(xiàn)異常。

圖2 GZLP1300減速機內(nèi)部結(jié)構(gòu)及振動測量點示意圖

表1 減速機頻率信息表

圖33 V測點加速度頻譜圖

本文通過監(jiān)測潤滑油中金屬顆粒含量的變化來判斷設(shè)備是否存在異常磨損，通過邊頻帶這一齒輪磨損指示的相關(guān)信息來確定故障發(fā)生部位。輥壓機屬于低速重載設(shè)備，單采用油液監(jiān)測或振動監(jiān)測數(shù)據(jù)分析設(shè)備故障情況難度較大，而利用振動狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)與油液狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合這一故障診斷方法，則能更為準(zhǔn)確地判斷設(shè)備故障信息，有效提高對設(shè)備的掌控能力。

6 結(jié)語

在充分強調(diào)“管理創(chuàng)新”、“科技創(chuàng)新”的今天，為了降低設(shè)備維修成本、實現(xiàn)設(shè)備管理由定性向定量的全面轉(zhuǎn)型，采用以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的設(shè)備維修方法勢在必行?！?/p>

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10011001--61716171（20172017）0404--00700070--0303

福建塔牌水泥有限公司，福建武平364302；

2017-02-28；編輯：趙蓮