軋鋼機械設備振動原因淺析

袁國靜

（河鋼股份有限公司承德分公司、河北省釩鈦工程技術研究中心，河北 承德 067000）

作為企業(yè)生產(chǎn)運營中的重要組成部分，軋鋼機械設備發(fā)揮著重要的價值和作用。設備運轉的過程中會受到多種因素的影響出現(xiàn)振動的現(xiàn)象，對機械設備的使用壽命和生產(chǎn)工作的開展帶來一定的負面影響，針對這種情況要采取相應的措施，選擇合適的機械設備，消除振動源，及時進行維修和養(yǎng)護，優(yōu)化管道系統(tǒng)，只有這樣才能確保機械設備的正常運行，為軋鋼企業(yè)的健康發(fā)展奠定堅實的基礎。

1 軋鋼機械設備振動含義和危害

1.1 軋鋼機械設備振動定義

軋鋼機械振動是指一個物理量或者一個物體在運動變化的過程中保持著一種重復的運動變化，軋鋼機械的零部件或者機身等機械結構在反復的重復運動，就是在進行機械振動。軋鋼機械設備不停地振動會加劇磨損零部件，會使得機械不能正常的進行運轉，也會使機械本身老化，對機械造成傷害，縮短軋鋼機械的使用時長。下圖為振動方向概圖。

圖1 振動方向概圖

1.2 軋鋼機械設備振動產(chǎn)生的危害

軋鋼機械設備振動會對機械本身產(chǎn)生很多損害，軋鋼機械設備在工作中頻繁的振動，會導致機械設備不能正常作業(yè)，或者是做出的鋼材質量不合格。例如如果是機械中的精密儀器部分進行振動，則精密儀器不準確了，會導致做出的鋼材有誤差或者表面粗糙，都是不合格的，另外，機械振動也會使其他零部件發(fā)生磨損，還有可能會造成整體機身的損壞，進而縮短軋鋼機械的使用壽命。并且機械設備的運轉中頻繁的振動會造成噪音污染，損害工作人員的聽力和身體健康，也不利于企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。

2 導致軋鋼機械設備振動故障的原因

2.1 軋鋼機械設備振動常見故障

常見故障可分為：轉子不平衡，轉子未對準，基座或組件松動，轉子和定子摩擦，感應電動機振動，滾動軸承故障，齒輪機構振動等。使用振動監(jiān)測技術可以更準確地診斷這些常見的機械故障。

轉子不平衡是旋轉機械中最常見的故障之一。出現(xiàn)不平衡的原因很多，例如由于安裝不良，配合松動，軸彎曲變形，加工和制造錯誤以及長期運行期間的不均勻磨損而引起的偏心。轉子不對中是指轉子的中心與軸承或多個轉子的中心。系統(tǒng)中每個轉子的軸都未對準，這也是旋轉機械的典型故障。基礎或裝配松動經(jīng)常伴有不平衡，并且顯示出非線性振動特性。基座松動引起的振動方向的特征是顯而易見的，并且垂直方向的振動非常強。摩擦振動是頻率范圍較寬的非線性振動。除基本頻率外，還有諧波分量，例如2 倍，3 倍以及1/3 和1/2。

2.2 設備精度保持性

設備的精度會隨著時間的流逝而改變，軋鋼設備在初期運行的時候，是安全穩(wěn)定的，但是慢慢的隨著振動的頻率變化，軋鋼設備的精準度發(fā)生變化了，就會出現(xiàn)零部件的磨損，軸承的磨損細微不容易被注意到，應及時監(jiān)測。另外，軋鋼機械對環(huán)境有著嚴苛的要求，高溫或者高壓都會影響軋鋼機械的運轉，過高的負載能力也會影響軋鋼機械的運轉，工作人員在檢測的過程中，稍有不慎就會忽略出現(xiàn)的小問題，就會出現(xiàn)零件磨損問題，從而影響軋鋼機械設備的使用，設備的轉動和定位精度都變了，軋鋼機械設備的振動力也會發(fā)生改變，導致鋼材不符合要求。

2.3 零件磨損

軋鋼機械設備有可能出現(xiàn)磨損的情況不一，軋鋼機械設備的振動力也會發(fā)生不同的改變，嚴重會影響鋼材的質量。如果重要的零件出現(xiàn)磨損問題，嚴重的情況會導致設備沒有辦法正常運行，振動力的改變也會影響軸承和齒輪的配合，影響軋鋼機械設備的使用。軋鋼機械中的中心零部件是軸承，負載能力增大或者運行的環(huán)境不適宜，都會導致軸承不能正常工作，偏移位置，導致在軸承運轉的過程中回轉精度失準，不符合設定值，另外，磨損性過大，齒輪在運轉的過程中會使減速器發(fā)生改變，齒輪在運行的時候內(nèi)部嚙合傳動齒輪的精準度也會發(fā)生改變，會使精準度下降，使得全部的軋鋼設備偏移設定值，造成穩(wěn)定性較差的結果，嚴重時會影響鋼材的質量，使得鋼材出現(xiàn)偏差或者返工。

3 軋鋼機械設備的振動監(jiān)測系統(tǒng)建設及主要功能

通過實時監(jiān)測平整機主傳動減速機器、橫切切邊減速機器和切頭飛剪減速機器等軋鋼機械的重要設備，使得軋鋼機械在生產(chǎn)過程中，需要提高故障診斷效率，完善振動監(jiān)測系統(tǒng)建設，使機械運轉更加高效穩(wěn)定。

（1）選擇合適的系統(tǒng)傳感器。加速傳感器可以傳遞出檢測系統(tǒng)的故障信號。軋鋼機械本身振動故障都會有一個寬松的范圍值，如果遇到轉速低的情況，加速傳感器就會感應不到振動故障，所以應該選擇合適的系統(tǒng)傳感器，進而更好的檢測軋鋼機械設備。比如，振動加速器是很難監(jiān)測到軸承的磨損的，軸承的磨損是細小的，所以基本上使用渦流傳感器，軸承的磨損是細微的變化渦流傳感器就會感受到，然后監(jiān)測出振動的故障。另外加速傳感器和移位傳感器連接在一起也是日常中經(jīng)常操作的方法，這樣可以保證傳感器的范圍變大，可以快速的找到正確的故障位置。其次傳感器需要根據(jù)實際情況進行安裝，保證有效的檢測機械故障，軋鋼機械大型的設備一般會有200 個左右的傳感器，通過不同的結構進行檢測，保證傳輸正確的故障信號。

（2）系統(tǒng)硬件配置。數(shù)據(jù)的服務器、采集箱和工程師站占據(jù)著系統(tǒng)硬件的主要位置。系統(tǒng)結構分部化、網(wǎng)絡化和模塊化構成了監(jiān)測系統(tǒng)的結構圖，在日程的配置中，數(shù)據(jù)收集箱配備機械會有一個專門的機柜，可以實時的截取數(shù)據(jù)進行分析。

（3）系統(tǒng)的主要功能--狀態(tài)監(jiān)測。工作人員可以通過數(shù)字或者曲線來制作圖表或者圖片進行檢測數(shù)據(jù)并反饋，這樣不但通俗易懂，而且使維修人員可以更好地掌握數(shù)據(jù)，及時做好預防措施，保證軋鋼機械設備的安全運行。

4 軋鋼機械振動故障診斷方法

4.1 故障診斷流程

軋鋼機械振動會出現(xiàn)幾種不正常的振動方式，有齒輪的不正常轉動、電機的不正常振動和轉子的不正常振動，這些不正常的振動會導致軋鋼機械設備的磨損以及非正常使用，會破壞機械的穩(wěn)定性能和安全性能，所以要實時注意檢查軋鋼機械設備的各個零部件，按時檢測軋鋼機械振動的故障原因，確定故障所在位置，進行及時止損，確保軋鋼機械的正常穩(wěn)定運行。下面簡單介紹下故障的診斷流程。在診斷故障的流程中，需要工作人員建立健全機械設備的診斷流程，做出清晰明了的故障診斷書，按照流程記錄問題，優(yōu)化故障診斷的效果。

維修管理人員按照故障診斷書里的內(nèi)容記錄軋鋼機械設備的型號和位置，進行深入檢測。另外，還需要維修管理人員了解熟悉軋鋼機械設備的故障診斷標準，明確診斷數(shù)據(jù)，然后，確定機械的診斷目標，進行細致的分步診斷，最后，需要在物聯(lián)網(wǎng)的技術應用下進行數(shù)據(jù)收集和分析，記錄故障數(shù)據(jù)并和標準數(shù)據(jù)相比較，確定障礙的原因，得出結論應該采取的措施，將結果生成數(shù)據(jù)報告，為軋鋼機械管理提供范例和依據(jù)。

4.2 數(shù)據(jù)采集和分析

數(shù)據(jù)收集和分析是軋鋼機械振動故障診斷的有效手段。在軋鋼機械振動故障診斷中，數(shù)據(jù)起著非常重要的作用，數(shù)據(jù)是故障診斷的確認維修方式的憑據(jù)。這幾年，我們國家的科技水平不斷提升，數(shù)字化信息化應用十分廣泛，在數(shù)字化時代中收集到的很多信息都可以通過物聯(lián)網(wǎng)高科技進行集中加工分析成數(shù)據(jù)再進行精細分析，軋鋼機械振動故障診斷有了技術平臺，工作人員可以運用物聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)分析和輸送，可以提高診斷故障的效率。工作人員應該把軋鋼機械設備的維護工作做的更加細致，運用高科技的技術在軋鋼機械設備上安裝感應器，可以實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，實時反饋數(shù)據(jù)，讓相關人員了解軋鋼機械設備的運轉情況，及時監(jiān)測，及時作出反應。

數(shù)據(jù)的采集和分析依托于物聯(lián)網(wǎng)技術，工作人員利用高新技術監(jiān)測數(shù)據(jù)，收集的數(shù)據(jù)在平臺上進行分析處理，找出問題的所在，標明解決辦法，這樣維修人員通過數(shù)據(jù)就可以了解到軋鋼機械設備出現(xiàn)了哪些問題，應該怎樣解決怎樣避免，使得軋鋼機械設備可以安全穩(wěn)定的運轉。

4.3 故障結果導出

工業(yè)產(chǎn)品的質量和精度都取決于軋鋼機械設備中震動故障的應對方法，在日常生活中，應該注重保護軋鋼機械設備的正常運行，工作人員要按時檢測軋鋼機械設備的震動故障，運用高科技進行分析檢測，預防事故的發(fā)生。工作人員檢測軋鋼機械設備振動故障時，要仔細認真的工作，確保將振動故障的原因了然于心，及時排除故障，確保設備安全穩(wěn)定運行，保證工作人員的人身安全，找到振動的源頭，分析發(fā)生的原因，進行多次檢測，記錄多次數(shù)據(jù)，形成書面報告，在以后的工作中規(guī)避這些故障問題，可以是日常工作更加周密，也可以有效的提高企業(yè)的工作效率。

5 結語

隨著當前軋鋼行業(yè)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，軋鋼機械設備被廣泛的運用在各個領域中并取得了良好的成效。軋鋼機械設備的振動是指在設備運行的過程中所產(chǎn)生的往返運動現(xiàn)象，機械設備在發(fā)生振動之后會影響到生產(chǎn)工作的開展，嚴重的時候還會影響到軋鋼企業(yè)的安全生產(chǎn)。就目前的情況進行分析，如果設備的振動在一定的范圍之內(nèi)那么對生產(chǎn)活動并不會造成大的影響，一旦產(chǎn)生比較大的振動就會影響到正常的生產(chǎn)活動，或者是對設備的本身造成負面影響，影響到設備正常的使用壽命，或者是產(chǎn)生較大的噪音污染，因此針對振動現(xiàn)象要采取有效的措施，只有這樣才能確保機械設備的正常運行，促進機械設備工作效率和工作質量的提升。