沖擊脈沖檢測在轉機狀態檢修中的應用

謝東

摘?要：對滾動軸承檢測沖擊脈沖簡便、直觀，提供軸承壽命預測，低轉速設備適用。常規振動測量不反映轉動設備狀態趨勢。在測量沖擊脈沖及對數據進行分析時需要正確操作、排查干擾。

關鍵詞：沖擊脈沖;預測;低轉速

沖擊脈沖檢測（以下簡稱SPM），提供直觀的滾動軸承故障預測，以提前準備設備檢修。

1 概述

1.1 SPM與振動的區別

SPM傳感器拾取高頻信號，捕捉輕微故障信號，對低頻信號不敏感。振動傳感器拾取的信號干擾較多。據統計滾動軸承壽命在5000-50000小時區間，根據試驗SPM達到60dB時，軸承壽命終結。

1.2 可提供遠超振動測量的預警期

根據趨勢分析試驗，SPM可提前6個月預測軸承故障。

1.3 可指示軸承是否潤滑不良，振動檢測不能

將潤滑劑注入軸承、更換潤滑劑牌號等，對比操作前后的SPM值，分析軸承故障是潤滑不良還是機械受損。

1.4 可用于低速設備故障診斷

SPM能應用在振動檢測無效的低轉速設備上。SPM將材料視作彈性體，測量對象是沖擊波。軸承滾珠或滾柱有表面粗糙度，運轉時會與軸承內外圈接觸產生沖擊波。而振動將材料視作剛性體，測量其位置變化、速度及加速度。

SPM值取決于：

（1）由軸承尺寸和轉速決定的碾壓速度。

（2）軸承滾珠或滾柱與滾道之間的受碾壓油膜厚度。

（3）軸承微觀表面機械狀態。

2 應用實例

2.1 定轉速轉機大修周期往往被固定設定

按照設計制造廠的要求維修，存在過維修現象，超出該周期會承擔風險。根據SPM可以提前6-8個月獲取滾動軸承可能故障的趨勢。

2.2 實例

2.2.1 簡介

本案例空壓機由科普柯·阿特拉斯公司設計制造，型號GA132，單機頭帶齒輪箱，機頭大修周期設定為45000小時。

2.2.2 測量值及評估標準

測量數值為：dBc（carpet level）、dBm（maximum level）

測量前設置dBi：

本實例中dBi=25。dBm、dBc是在空壓機額定加載工況測得的。測量期間機器的負荷狀態保持穩定。

2.2.3 實際的SPM檢測記錄

2.2.4 綜述

SPM檢測提供大修提前期，在2015年1月底開始采購，歷經三個月。大修后SPM值下降。機頭非驅動段Dbc較大修前高原因在于軸承處于磨合期。

3 SPM檢測數據分析

為保證檢測正確，需要注意：

3.1 確定SPM源

檢測時傳感器應置于最接近軸承室之處。

3.2 排查干擾

對于異常高的讀數進行分析，以保證檢測結果正確，檢測的時候必須考慮a.某些轉動設備包含軸承之外的SPM源;b高讀數的原因可能不僅在于軸承受損，也可能由于別的因素。

3.3正確檢測

建議從新裝軸承開始定期檢測，排查檢測值過高是否由于安裝不良、潤滑不良、過載還是軸承受損等因素。

檢測前，必須根據軸徑及轉速設定dBi。

3.4 常見SPM

（1）狀態良好：dBm在20以下，dBc在5-10以下。

（2）受損初期：dBm在20-35左右，dBc略增大，且dBm、dBc差值變大。

（3）顯著受損：dBm在35-40輕微受損，40-45嚴重受損，>45解列風險。

（4）規則的波峰：單個規則波峰可能是負載或壓力波動引起;如果軸承室信號最強，可能軸承內圈受損。

（5）周期性突發脈沖：有干擾，譬如與轉速相關摩擦。潤滑不良：dBc持續偏高，而dBm不總在受損區域，且dBm與dBc差值小。

（6）讀數大幅下降：可能由于設備故障、傳感器或軸承故障（如內或外圈滑動，保持架故障）。

（7）讀數無規則漂移：軸承里有金屬顆粒或細屑，去除后讀數下降。

（8）內圈受損：大多數讀數正常，偶爾出現一兩個峰值。對于低速運轉設備較難檢測。

4 結語

SPM的意義在于通過持續檢測對狀態穩定的滾動軸承提供壽命預測。其讀數直觀、簡單，適用于低轉速設備。

參考文獻：

[1]《SPM Instruction Manual Machine Condition Tester T30》Copyright SPM 2010-03.71650.B Sweden.

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