振動診斷技術(shù)在選礦設(shè)備上的應(yīng)用案例

何鳳英

(鞍鋼集團(tuán)有限公司教育培訓(xùn)中心，遼寧 鞍山 114000)

0 引言

球磨機(jī)和除塵鼓干風(fēng)機(jī)是選礦的關(guān)鍵設(shè)備，受運行條件、使用維護(hù)、制造與安裝誤差等諸多因素的影響，運行中會產(chǎn)生多種故障導(dǎo)致不能正常工作,如不能及時處理，甚至造成重大設(shè)備事故而影響生產(chǎn)。因此必須準(zhǔn)確把握設(shè)備狀態(tài)、預(yù)知設(shè)備故障問題，實踐證明實施振動狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，是行之有效的最常用方法。

1 某廠大球除塵作業(yè)區(qū)2#鼓干風(fēng)機(jī)振動診斷案例分析

鼓干風(fēng)機(jī)是大球除塵作業(yè)區(qū)關(guān)鍵設(shè)備，其電動機(jī)和風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為1 000轉(zhuǎn)/分鐘，軸承均為滾動軸承。圖1為2#鼓干風(fēng)機(jī)及其設(shè)備簡圖、測點布置示意圖。為確保設(shè)備安全可靠運行，定期對其進(jìn)行溫度與振動監(jiān)測。1月15日，對設(shè)備進(jìn)行振動測試，測量結(jié)果見表1。

圖1 設(shè)備簡圖、測點布置示意圖

表1 鼓風(fēng)機(jī)振動測試結(jié)果

圖2 測點②水平方向振動速度的頻譜

由表1中測量結(jié)果可知：該設(shè)備電機(jī)水平方向振動的位移與速度幅值較大，加速度振幅很小。其中測點②水平方向振動速度最大，達(dá)4.68mm/s，參照ISO2373振動速度診斷標(biāo)準(zhǔn)，判斷電機(jī)可能存在長周期故障隱患。

圖2、3分別為電機(jī)驅(qū)動端(測點②)水平方向和垂直方向振動速度的頻譜，圖4為電機(jī)驅(qū)動端軸心軌跡。

圖3 測點②垂直方向振動速度的頻譜

圖4 電機(jī)驅(qū)動端軸心軌跡

綜上所述，由振動方向性特征、頻譜特征、軸心軌跡，確定電機(jī)存在不平衡故障隱患。但還沒有形成明顯故障，建議縮短監(jiān)測周期，密切關(guān)注趨勢變化，適時維修，消除不平衡隱患，避免設(shè)備長期在此狀態(tài)運行引起設(shè)備劣化、形成故障。

2 某廠6#球磨機(jī)振動診斷案例分析

球磨機(jī)是某廠二選車間關(guān)鍵設(shè)備，電動機(jī)轉(zhuǎn)速200轉(zhuǎn)/分鐘，功率3 000kw，小齒輪齒數(shù)Z1=21。一段時間以來，6#球磨機(jī)振動增大，圖5為6#球磨機(jī)及其設(shè)備簡圖、測點布置示意圖。

圖5 球磨機(jī)設(shè)備簡圖、測點布置示意圖

1月17日，對設(shè)備進(jìn)行振動測試，測量結(jié)果如表2。

表2 6#球磨風(fēng)機(jī)振動測試結(jié)果

由表2測量結(jié)果可知：該設(shè)備齒輪箱Ⅰ軸振動速度幅值較大，參照ISO2373振動速度國際標(biāo)準(zhǔn)，判斷球磨機(jī)齒輪箱運行處于較差狀態(tài)。

圖6和圖7分別為測點③垂直方向振動位移和速度的趨勢圖。

圖6 測點③垂直方向振動位移的趨勢圖

圖7 測點③垂直方向振動速度的趨勢圖

圖8、9分別為測點④垂直方向振動位移和速度的趨勢圖。

圖9 測點④垂直方向振動速度的趨勢圖

由圖6、8的兩測點位移的趨勢圖可知，設(shè)備的振動位移沒有發(fā)生明顯變化，不存在低頻類故障跡象。從圖7、9兩測點的速度趨勢圖可以看出，設(shè)備的振動速度呈現(xiàn)逐步上升趨勢，處于較差運行狀態(tài)。

圖10、11分別為小齒輪遠(yuǎn)離電機(jī)端(測點④)垂直方向振動速度的頻譜圖和時域波形圖。

齒輪嚙合頻率：fm=z1f=3.33×21=69.93Hz。在頻譜圖10中出現(xiàn)的主要頻率70Hz與齒輪的嚙合頻率69.93Hz非常接近，并伴有少量較小幅值的3.5Hz的邊頻帶(小齒輪軸回轉(zhuǎn)頻率為3.33Hz)，同時出現(xiàn)齒輪嚙合頻率的低次諧波；時域波形圖11顯示沒有明顯沖擊現(xiàn)象。根據(jù)以上振動特征，結(jié)合齒輪故障的振動診斷理論，懷疑小齒輪出現(xiàn)磨損或點蝕現(xiàn)象。

鑒于振幅較大且有明顯增大趨勢，建議應(yīng)縮短監(jiān)測周期，密切關(guān)注設(shè)備振動趨勢變化情況，同時加強設(shè)備維護(hù)，改善齒輪潤滑，以避免事故發(fā)生。

3 結(jié)語

高度機(jī)械化、自動化、連續(xù)化的礦上機(jī)械設(shè)備，正向著高效率、高強度、高性能的方向發(fā)展，及時準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及故障先兆，實現(xiàn)設(shè)備從事后維修、定期維修到視情維修的根本轉(zhuǎn)變尤為重要。振動監(jiān)測診斷與趨勢分析，正是這樣一種把握設(shè)備運行狀態(tài)、判斷產(chǎn)生故障的部位和原因、并能夠預(yù)測預(yù)報設(shè)備未來狀態(tài)的診斷技術(shù)。利用這一技術(shù)，可在早期有效的發(fā)現(xiàn)故障隱患、后期有效的抑制故障，從而實現(xiàn)對設(shè)備的預(yù)知維護(hù)和維修，保證設(shè)備安全高效運行，實現(xiàn)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。