軸承檢測在煤礦生產中的應用

桑宏琪

(西山煤電集團公司官地礦)

軸承檢測在煤礦生產中的應用

桑宏琪①

(西山煤電集團公司官地礦)

利用軸承檢測儀對軸承的使用情況進行觀測,極大提高了煤礦安全生產水平,方便了機電設備配件的備用。介紹了測量情況不同,軸承可能出現的狀況及解決方案。

軸承;沖擊脈沖dBm/dBc;RMS振動測量;SPM頻譜;癥狀分析

圖1 軸承測量儀顯示示意圖

1 軸承使用概況

軸承(bearing)為機械中的固定機件。當其他機件在軸上彼此產生相對運動時,用來保持軸的中心位置及控制該運動的機件,就稱之為軸承。其作用是固定軸使其實現轉動,控制其軸向和徑向的移動。軸承大致可以分為兩類,滾動軸承和滑動軸承。

優質軸承大多還是進口軸承,但價格昂貴,配件配套周期長。國內產品的技術水平和產品質量與國外軸承存在差距。

煤礦企業關鍵場所和部件上均使用進口軸承。以前軸承的監控是憑老工人的經驗,聽音法和測溫法推斷軸承使用情況。缺點是準確性低,沒有客觀數據,發現時大多已嚴重損壞。為了提高煤礦生產安全性,使用軸承檢測儀器是十分必要的。

國內現有軸承測量大多使用振動測量方法,西山煤電集團公司官地礦使用的SPM軸承測量儀不僅可以使用先已成熟的振動測量方法,還可以用于測量沖擊脈沖、振動、轉速、溫度、和模擬電壓、電流信號、測量單跑和雙跑轉動平衡的綜合測量儀。

2 測量儀器的使用

SPM軸承測量儀是在Windows CE環境下工作的觸摸屏設計手持式狀態分析儀,使用簡單易學,單人就可以操作。測量時根據測量數據不同選用不同的傳感器探頭。常用的測量方法有沖擊脈沖dBm/ dBc、LR/HR和RMS振動測量ISO10816、ISO2372。沖擊脈沖測量方法可測量裝配滾動軸承電機和滾筒等,振動測量方法對滾動軸承和滑動軸承同樣有效。軸承測量顯示儀示意圖見圖1。實際使用中多使用沖擊脈沖,用于軸承狀態監控(SPM)的沖擊脈沖測量方法可以三種互為補充的測量方法來使用:

SPM dBm/dBc。沖擊脈沖量級以最大值dBm和“地毯”值dBc兩個值的分貝值來量化。轉/分(rpm)與軸承軸徑的輸入數據很重要。最大值dBm以綠-黃-紅狀態值來評估。分別表示軸承運轉處于正常—告警—損壞狀態。軸承運轉狀態包括安裝質量、負荷、潤滑和軸承表面機械狀態等因素。

SPM LR/HR。沖擊脈沖量級以LR(相對于dBm處于低速)和HR(相對于dBc處于低速)兩個值的分貝值來量化。除上述“粗值”外,軸承運轉狀態還可以通過CODE(總體狀況)、LUB(油膜厚度)和COND(表面機械狀態)等評估值來表示。這樣,可以使軸承的狀態信息更為詳細。所需的輸入數據也很詳細:轉/分、軸承平均直徑及型號等。型號定義軸承的幾何形狀,評估框相應地分為綠—黃—紅狀態區。

這兩種測量方法的測量結果顯示軸承運轉故障時,應加以確認。通過軸承座及四周沖擊值的比較,潤滑測試,操作者可以確定測量到的沖擊脈沖是否源于軸承,然后再采取正確的措施。采用先進的測量方法SPM頻譜,這種確認過程一般很簡單。SPM頻譜沖擊信號的時間記錄受FFT影響。結果頻譜中直觀的軸承運轉圖示可以清楚地表明,測量到的沖擊是否由于軸承造成的。從而確認采用dBm/dBc或LR/HR方法測得的軸承狀態數據的有效性。

測量點規則。選擇SPM測量點的規則具有非常實用的目的。信號傳輸路徑越長,在金屬件內部碰撞的次數就越多,強度也會變得越弱。信號由一個金屬件傳到另一金屬件后強度會發生衰減(部件之間的油膜起到進一步弱化的作用)。不過,遵守通用評估規則是很必要的,也就是說,將所有測到的信號視為具有相同的質量。SPM測量點規則旨在確保大部分信號的可比性,具有足夠的精確度,以及綠-黃-紅狀態區的有效性。

1)軸承與測量點之間的信號路徑應盡可能短且直。

2)軸承與軸承座之間,信號路徑中只能含一個機械接觸面。

3)測量點應位于軸承的負荷區之內。

同時,還要考慮機械運轉時軸的受力方向。這樣,可以確定皮帶張力對軸承產生的負荷。

軸承測量點規則示意圖見圖2。

圖2 軸承測量點規則示意圖

3 測量數據的軟件分析

軸承分析軟件還能系統的建立測量點,形成樹狀分支,更為系統的掌握全礦和各系統的軸承使用情況。軸承監測儀還還能對檢測出的軸承數據,通過軟件進行進一步的分析,加入SPM Spectrum癥狀和標準故障進行對比,有效區分故障類別。三種典型診斷狀態示意圖見圖3,軸承壽命趨勢示意圖見圖4。

4 實際使用中的問題及解決方法

在實際使用中遇到諸多問題,如測量一次無法準確判定軸承的狀態,一定間隔時間內,需5～10個測量結果足以看出發展趨勢。測量時偶然有進入紅色區域,為了降低這個影響在高速軸的軸承上必須實現良好的潤滑,大多數的軸承必須有潤滑油,但加油過多,會是軸承發熱,還會影響傳動,很容易損壞軸承。其示意圖見圖5。所以正確判斷儀器給出的數值是很重要的。

5 前景展望

軸承檢測在煤礦生產中的應用,不僅可以對現有軸承的使用狀態進行檢測,而且還可以通過分析軸承使用情況,推斷軸承使用壽命。

通過實踐,本設備可以推廣使用到全礦整個系統,可以隨時了解設備的運轉情況,具有廣泛的開發潛力和應用前景。

[1] 王紅軍.滾動軸承測試技術[M].北京:機械工業出版社,2008:235-249.

Application on Bearing Detection in Coal Mine Production

Sang Hong-qi

The bearing tester right be aware of the use of bearings,which greatly enhance the normal production of coal mine safety,convenience for mechanical and electrical equipment spare parts.This paper briefly describes the measurement situation is different,bearing conditions and possible solutions.

Bearing;Impulse dBm/dBc;RMS vibration measurement;SPM spectrum;symptom analysis

book=3,ebook=70

TD407

B

1672-0652(2010)03-0014-03

2010-01-21

桑宏琪 男 1984年出生 2007年畢業于西安工業大學 助理工程師 太原 030022