太鋼熱連軋廠在線振動監測系統預判軸承缺陷應用實例

摘 要：振動信號在所有反映設備狀態的狀態信號中是應用最廣泛的。因為振動是引起大部分設備失效的主要原因，而且設備的各類故障一般都能在振動信號上有所體現。太鋼熱連軋2250mm生產線裝備了由北京英華達公司開發的機械設備振動監測系統，通過不斷熟悉和探索，提前發現了一批重大的設備隱患，尤其是大型軋機的滾動軸承缺陷，通過提前發現隱患利用檢修時間處理，避免了重特大故障的發生。

關鍵詞：太鋼熱連軋;在線監測;軸承缺陷

太鋼熱連軋2250mm生產線設備狀態監測的對象主要是軋機設備的齒輪、滾動軸承、電動機等。本系統監測軋機設備有R0立輥軋機，R0壓下，R0初軋機，飛剪，F1-F7精軋機，C1，C2卷取機等共13臺設備，其中電機16臺，變速齒輪箱24臺，齒輪座7臺。

軋機機械振動的主要頻率成分是齒輪的嚙合頻率和滾動軸承的特征頻率及其諧波，頻率值較高，并普遍具有沖擊的特征，這些信號以加速度量綱度量具有較大的值，使用加速度傳感器可獲得較大的輸出信號幅度。而如果使用速度或位移傳感器，由于對高頻沖擊信號不敏感，故障信號測量幅值較低，難以進行分析處理。本系統采用申克加速度傳感器，型號為AS-030，具有安裝方便和抗干擾能力強等優點。

1 事件經過

2015年2月初查看2250線在線監測振動曲線時發現精軋機F4齒輪座曲線有異常，下齒輪軸輸出端測點的趨勢圖、波形圖和其他三點相比有明顯的異常，與之前發生過的齒輪座軸承內圈裂紋故障信號極其相似，懷疑軸承內圈有故障。現場點檢F4齒輪座時檢查軸承溫度無異常，用聽音棒檢查運轉聲音沒有發現明顯異音，隨即重點跟蹤觀察。2月5日檢修時開窺視孔檢查軸承和齒輪，發現下齒輪軸輸出端軸承內圈有裂紋。隨后對F4齒輪座進行特護并持續關注振動曲線，于3月2日檢修時整體更換了一套合套好的齒輪座，避免了一起設備事故。

F4精軋機軋輥的傳動部分主要由主電機、減速機、齒輪座及連接軸組成，齒輪座的作用是將減速機傳遞來的力矩均分后由主軸傳送（出去）到軋輥。齒輪座的結構見下圖。

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圖1

2 在線監測曲線分析

2.1 趨勢圖：下圖2所示為2月5日11：45到12：30的趨勢圖，紅色虛線內為軋鋼期間的圖形，最下方振動4（下軸輸出端）圖形明顯比其他3點波動大，說明該點有異常。

2.2 頻譜圖：如下3圖所示，83.5倍頻突出，結合減速機頻譜圖可以得知突出的頻率為減速機的嚙合頻率。齒輪座本身的故障頻率不明顯。

2.3 波形圖：如下圖4所示，最下方測點4（下軸輸出端）有明顯的周期性沖擊，周期約為一圈。相比齒輪座其他三個測點沖擊信號不明顯（在齒輪座上下齒輪軸兩端的軸承位置共設置了四個振動監測點，水平安裝兩個，垂直安裝兩個）。

3 現場開檢結果

2月5日檢修時對精軋F1-F7齒輪座進行開窺視孔檢查軸承和齒輪，發現F4齒輪座下齒輪軸輸出端軸承內圈有裂紋。3月2日檢修整體更換F4齒輪座，檢查發現下機的F4齒輪座下齒輪軸輸出端軸承內圈的裂紋寬度方向前后整體貫穿。

參考文獻：

[1]張碧波.設備狀態監測與故障診斷[M].化學工業出版社，2004：135-153.

[2]郁君平.設備管理[M].機械工業出版社，2007：1-20.

[3]秦立群.冶金設備現代化管理[M].東北大學出版社，1993：12-31.