軋鋼機械設備的振動故障診斷分析

藺學龍

（天津友聯盛業科技集團有限公司_金屬制品廠，天津 301500）

軋鋼機械由于在運行當中的工作強度較大，是一種大型的旋轉機械。加上設備本身比較復雜，就很容易出現振動故障，振動故障作為軋鋼機械中較為常見的故障，對于設備的平穩運行和使用壽命都有著很大的影響。所以，要做好對軋鋼的安全維護工作和運行時的管理工作。總之，要根據一定的判斷標準來對故障進行提前診斷，從而做出應對措施，更好的指導軋鋼機械設備的生產。

1 軋鋼機械設備的振動故障標準分類

軋鋼機械振動故障種類繁多，每種都有著較為顯著的特征。根據這些故障振動性質以及振動方式的不同，可以將診斷故障分為以下幾類。

（1）轉子振動異常。在軋鋼機械設備的運行中，轉子的安裝能夠影響到設備的環境溫度和負荷情況。如果轉子在安裝的過程中操作人員出現安裝失誤，那就就會讓設備的環境溫度產生劇烈浮動，最終轉子出現振動異常，直接導致轉子松動的現象，有時還會產生轉軸松動，無論是哪種都會導致轉子的損壞，嚴重的還會損壞軸承。總之損壞轉子的頻率會產生變化，相應的設備就會出現振動故障的現象[1]。

（2）電機振動故障。電機振動故障同樣是由轉子引起的，在工作人員安裝轉子的過程中，一定要注意轉子的對稱性，轉子不對稱，那么電子和轉子的之間的電壓就會極不穩定，設備也就不能穩定的運行。軋鋼機械設備就會不斷出現摩擦的現象，時間久了就會產生松動，最后出現異常，導致設備的振動故障[2]。

（3）齒輪機械振動故障。軋鋼機械設備作為重型工業設備，工作時帶來的壓力是巨大的。在設備當中的齒輪機械如果缺乏定期的維護保養，長時間工作下就不能承受軋鋼機械設備帶來的巨大壓力。具體表現為齒輪的波動幅度遠遠超過了齒輪本身的負載能力，齒輪表面短時間內就會出現磨損，降低使用壽命，嚴重的甚至還會出現斷裂問題，齒輪出現故障，軋鋼機械設備就會產生劇烈的診斷故障，無法良好運行。

（4）滾動軸承故障。滾動軸承也是軋鋼機械設備中較為重要的構成，它外圈和內圈設計頻率和實際通過頻率一旦產生任何的不一致，就會導致設備的振動故障。

2 軋鋼機械設備診斷故障的依據標準

在對軋鋼機械設備振動故障進行檢測診斷的過程中，主要運用三種方法來進行振動故障的診斷。分別是判斷故障定量、相對故障判斷以及類比方法。由于軋鋼機械設備在運行的過程中會有著很多種的種類故障，因此有關的監測診斷人員單憑自己的經驗理解去診斷是非常片面的，必須結合有關的實際情況和相關數據進行科學診斷。一般來說，工作狀態、故障類型、軸承種類、實際轉速以及檢測裝置的位置等差異都會對軋鋼機械設備的診斷故障產生影響，所以在診斷的依據標準上，應該有著相應指標的判斷。這種判斷指標，就是在相應的時間內，對有著一樣工作方式并且處在同一位置的軋鋼機械進行相同的測試，再拿測量結果和正常的數據進行對比分析，就能夠診斷軋鋼機洗的振動故障程度。

3 軋鋼機械設備的振動監測系統建設及主要功能

根據軋鋼機械的整個產生過程，監測系統監測的主要對象就是軋鋼機械的主要設備，包括但不限于平整機主傳動減速機、橫切切邊減速機以及切頭飛剪減速機等，通過對眾多設備的監測，可以有效的診斷整個軋鋼機械設備的具體故障。

（1）系統傳感器選擇。監測系統的故障信號一般都是通過加速傳感器進行傳播。而軋鋼機械振動故障一般來說頻率范圍都比較寬，再加上轉速比較低，所有加速傳感器對于有些故障就不太敏感，這時就需要對傳感器做出合理的選擇，從而發揮監測系統的作用。例如，在軸承的磨損上，這種振動加速傳感器是難以感受到的，所以一般采用渦流傳感器，渦流傳感器能夠感受到因為磨損產生的間隙變化，從而就對于振動故障做出了監測。此外在實際的傳感器選擇上，有著一種加速傳感器和位移傳感器相結合的方法，可以將傳感器的范圍擴大，能夠非常快捷并且有效的找到故障的真正原因。最后在傳感器的運用上，根據設備的結構，在各個范圍內都進行傳感器的安裝，一般情況下，大型軋鋼機械設備能有著高達200個傳感器，按照不同類型安裝在設備的結構當中，可以提取準確的故障信號。

（2）系統硬件配置。在系統的硬件上，主要有著數據服務器、數據采集箱以及工程師站組成，具體的配置如圖1。

圖1 軋鋼機械系統硬件組成

從監測系統結構圖中可以看出，系統結構主要有著分布化、網絡化以及模塊化的結構。具體表現為數據采集箱配備機械和傳感器，并且在實際配置上，每個數據采集箱還都會提供一個標準機柜，這是為了方便現場對于信號進行調試分析。

（3）系統的主要功能——狀態檢測。監測系統的運行過程中，能夠通過數字、曲線的方式，然后利用一些繪圖工具和圖片庫對于實時監測畫面進行組態，能讓有關人員對狀態有著更好的直觀感受，監測系統的畫面如圖2。

圖2 監測畫面的實時組態圖

如果有些地方產生異常，不但會有聲音上或者閃光的報警，系統還會自動生成顯示故障狀態的表格。工作人員通過以上的形式能夠對于故障進行全面的診斷分析，對于設備的狀態能夠了如指掌[3]。

4 軋鋼機械設備振動故障數據分析處理

在對于軋鋼機械設備有著良好的診斷監測后，還應該做好對監測數據的分析處理，從而做好對整個軋鋼機械設備振動故障的診斷工作。一般來說，在數據的分析處理上，有著以下三個步驟。①數據采集。首先就是要對于故障診斷的數據進行合理采集，采集的數據質量直接影響著工作人員對故障診斷的準確性。通過對系統的信號分析，來得到故障頻率，接著再根據樣本的采集頻率來進行適當的改變，最終對于轉速數據、事故數據以及原始數據都進行科學采集，從而診斷出具體的故障位置，以及故障所產生的原因。②數據分析。之后，就要利用數據對于一些設備構成進行不斷地測量，比如利用渦流傳感器對軸承進行不斷地測量，通過軸承的圓度可以診斷出磨損程度，還可以利用頻率分析進行設備的分析判斷。③數據處理。在數據的處理上，可以通過齒輪的實時振動數據，以及軸承的滾動情況，來對軋鋼機械設備的各種故障特征進行分析判斷，并且要準確識別出軋鋼機械的實時工作狀態，從而及時的發現運行過中的故障特征，來提高軋鋼機械設備的工作效率[4]。

5 結語

綜上所述，軋鋼機械設備振動故障有著很多種類，能夠根據振動性質的不同劃分為不同的種類。對于軋鋼機械設備的故障診斷，應該先設立故障的診斷標準，接著建立起監測軋鋼機械設備的監測系統，通過系統的有效檢測診斷，對數據進行綜合的分析處理，就能夠在故障發生之前對于振動故障做出有效的診斷，保證軋鋼機械設備能夠正常工作，推動我國的工業化發展。