煤場機(jī)械振動信號收錄方式
時間:2022-04-17 09:39:00
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機(jī)械故障診斷學(xué)是一門近二十年內(nèi)發(fā)展起來的新學(xué)科.是現(xiàn)代化設(shè)備維修技術(shù)的重要組成部分.并且正日益成為設(shè)備維修管理工作現(xiàn)代化的一個重要標(biāo)志此項技術(shù)的應(yīng)用主要是對確保機(jī)械設(shè)備的安全、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約維修費用以及防止環(huán)境污染起著很重要的作用。機(jī)械設(shè)備的振動監(jiān)測與故障診斷(簡稱振動診斷)是應(yīng)用最普遍、最基本的診斷技術(shù)。機(jī)器運行過程中發(fā)生異常時.一般都會伴隨著振動的變化據(jù)統(tǒng)計.約有60%一70%的機(jī)械故障會通過振動和由振動輻射出來的噪聲反映出來。根據(jù)對振動信號測量、分析、識別及處理,就能在不停機(jī)、不解體的情況下對機(jī)器故障定位.了解故障原因及惡化程度.避免故障的發(fā)生.減少非計劃停機(jī).確保機(jī)能率.最大限度地提高機(jī)器使用的綜合效益在機(jī)械故障設(shè)備的的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)中有多種方法可使用。例如振動監(jiān)測技術(shù)、油液分析技術(shù)、紅外測溫技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)、無損檢測技術(shù)等其中振動監(jiān)測技術(shù)是普遍采用的基本方法.因為振動的理論和測量方法都比較成熟.且簡單易行振動測量和信號分析一直是作為預(yù)知維修的主要手段.各行業(yè)設(shè)備部門要開展這項工作一般都是從這二方面起家的振動監(jiān)測技術(shù)就是“對設(shè)備的振動信號進(jìn)行檢測、分析處理.故障識別和預(yù)報的一種技術(shù)”
1簡易診斷與精密診斷
設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)是指對設(shè)備(部件、零件)的某些特征參數(shù)進(jìn)行測試.并根據(jù)所得測定值與規(guī)定的正常值來作比較以判斷設(shè)備的工作狀態(tài)是否正?;虍惓?存在故障),也稱為簡易診斷。設(shè)備故障診斷技術(shù)則不僅要對機(jī)器設(shè)備的狀態(tài)是否正常作出判斷.更重要的是對機(jī)器故障的原因、部位及嚴(yán)重程度作出估計。故稱為精密診斷。目前比較普及的還是簡易診斷(狀態(tài)監(jiān)測).而精密診斷真正用于生產(chǎn)還是少數(shù).而且主要用于高精尖設(shè)備上這一狀況歐美和日本都一樣,具有普遍性。這表明簡易診斷比較成熟,簡便易行,而精密診斷還屬于一種開發(fā)性技術(shù).尚不夠成熟。另外精密診斷的費用也比較高,需要精密的儀器.要由經(jīng)過專門訓(xùn)練的工程師來進(jìn)行.所以只在重要的設(shè)備上進(jìn)行這一點對我國開發(fā)推廣診斷技術(shù)時值得注意當(dāng)前應(yīng)該把重點放在普及簡易診斷或狀態(tài)監(jiān)測上同時積極開發(fā)精密診斷技術(shù).使它盡快達(dá)到使用水平。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,利用簡易診斷儀器可以解決設(shè)備運行中50%的故障。由此可見.簡易診斷在設(shè)備管理與維修中的重要作用
一臺設(shè)計得很好的機(jī)器它的固有振級也很低。但當(dāng)機(jī)器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形時.機(jī)器的動態(tài)性能開始出現(xiàn)各種細(xì)微的變化:軸變得不對中.部件開始磨損,轉(zhuǎn)子變得不平衡,間隙增大。所有這些因素都在振動能量的增加上反映出來因此.振動加劇常常是機(jī)器要出毛病的一種標(biāo)志.而振動是可以從機(jī)器的外表面測到的。
過去.設(shè)備工程師根據(jù)經(jīng)驗靠手摸、耳聽來判斷機(jī)器是否正?;蚱涔收鲜欠裨诎l(fā)展但今天機(jī)器的轉(zhuǎn)速很高.許多起警告性的振動出現(xiàn)在高頻段,因此,只有用儀器才能檢測出來。做法是:在機(jī)器運行良好的狀況下.具有一個典型的振級和頻譜特征。而當(dāng)機(jī)器的故障在發(fā)展的時候.機(jī)器的動態(tài)過程以及機(jī)器零件上的一些作用力也隨著變化.從而影響機(jī)器的振動能級和頻譜的圖形。通過這樣的振動的測量和分析.我們可以知道機(jī)器的工作狀態(tài)的變化以及是否需要維修。煤場機(jī)械特別是輸送皮帶很多很長.停開機(jī)又很頻繁.作為電廠的生命線.對它的維護(hù)監(jiān)測尤為重要。對皮帶的監(jiān)測要通過現(xiàn)場作業(yè)人員的巡視來滿足。而對電機(jī)、電動滾筒、軸承等的監(jiān)測則必須依靠更先進(jìn)的手段才能完成目前我廠監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機(jī)械的監(jiān)測工具有小神探接觸式測振義,同時可以監(jiān)測振動頻率、加速度和位移量,再配上一把紅外測溫槍.來監(jiān)測運行機(jī)械的溫升.從而構(gòu)成對機(jī)械運行狀況一個很好的監(jiān)測體系。下面主要介紹對主動滾筒軸承的監(jiān)測方法:滾動軸承因故障引起的沖擊振動由沖擊點以半球面波方式向外傳播.通過軸承零件、軸承座傳到箱體或機(jī)架。由于沖擊振動所含的頻率很高.每通過零件的界面?zhèn)鬟f一次,其能量損失約80%。因此,測量點應(yīng)盡量靠近被測軸承的承載區(qū).應(yīng)盡量減少中間傳遞環(huán)節(jié).探測點離軸承外圈的距離越近越直接越好因而.我們監(jiān)測的重點部位也就落在了軸承座上。由于我廠上煤采用的是斗輪機(jī)作業(yè).覆蓋在皮帶上的煤量不是絕對的均勻.加上托輥間存在間隙.原煤在自重的情況下會帶給輸送系統(tǒng)一個類周期的應(yīng)力作用.再者,皮帶也要在相當(dāng)?shù)睦瓚?yīng)力下才能正常作業(yè).因此.作為這些力的直接承受者——軸承座,它受到的是一個很復(fù)雜的應(yīng)力系統(tǒng)具體受力情況如圖1—1所示。但由于軸承座水平放置,且為梯形臺包圍,C點位置為基座,難以采集數(shù)據(jù).B點和C點的合力作用點也同樣有梯形臺包圍,遠(yuǎn)離軸承,數(shù)據(jù)失真嚴(yán)重.因此采集數(shù)據(jù)的重點放到B點位置,同時為了更好地監(jiān)測整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性.決定補(bǔ)充與B點相對的外側(cè)點作為C點的補(bǔ)充測量點。基于安裝精度以及制造精度的限制.對軸向上的測量也必不可少有大量的事實證明,由于軸向上的磨損導(dǎo)致機(jī)械異常情況的比例越來越高。同時.測溫槍測量的位置也在圖1—2所示中的D點位置,以監(jiān)測軸承座里面的摩擦溫升以及潤滑油的溫度變化,很多時候,由于長期沒有更換潤滑油,潤滑油日久變質(zhì),影響正常的潤滑作用,這同樣也是造成機(jī)械異常的另一重要原因。
3數(shù)據(jù)分析
煤場皮帶很多.不可能對每一條皮帶都作出詳細(xì)的分析,下面就以109PB為例來說明具體的振動情況。之所以選擇109PB來分析,是因為該皮帶有一段傾角為18o的斜坡要爬升.受力情況更為復(fù)雜.也更具代表性。而數(shù)據(jù)的采錄也有一定的要求,因為摩擦磨損是個緩慢的過程.測量時可以適當(dāng)?shù)母糸_測量時間,下列數(shù)據(jù)就是在相隔l0天,也就是一個運行周的時間測量所得.更具代表性和真實性.同時采錄數(shù)據(jù)時輸煤皮帶均在額定狀況下運行。用于滾動軸承簡易診斷的判定標(biāo)準(zhǔn)大致可分為以下三種。
(1)絕對判定標(biāo)準(zhǔn)絕對判定標(biāo)準(zhǔn)是指用于判斷實測振值是否超限的絕對量值。
(2)相對判定標(biāo)準(zhǔn)相對判定標(biāo)準(zhǔn)是指對軸承的同一部位定期進(jìn)行振動檢測.并按時間先后進(jìn)行比較.以軸承無故障情況下的振值為基準(zhǔn).根據(jù)實測振值與該基準(zhǔn)振值之比來進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)。
(3)類比判定標(biāo)準(zhǔn)類比判定標(biāo)準(zhǔn)是指對若干同一型號的軸承在相同的條件下在同一部位進(jìn)行振動檢測.并將振值相互比較進(jìn)行判斷的標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是.絕對判定標(biāo)準(zhǔn)是在標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范規(guī)定的檢測方法的基礎(chǔ)上制定的標(biāo)準(zhǔn).因此必須注意其適用頻率范圍.并且必須按規(guī)定的方法進(jìn)行振動檢測。適用于所有軸承的絕對判定標(biāo)準(zhǔn)是不存在的.因此一般都是兼用絕對判定標(biāo)準(zhǔn)、相對判定標(biāo)準(zhǔn)和類比判定標(biāo)準(zhǔn).這樣才能獲得準(zhǔn)確、可靠的診斷結(jié)果。由于第三種判定方法較為繁瑣,不適用于運行人員的即時監(jiān)護(hù).因而目前我廠大多采用前兩種判定方法.較為直接明了.實時l生較強(qiáng)通過以上的數(shù)據(jù)說明.內(nèi)側(cè)點B的徑向振動明顯比A、C點要大,而且走向明顯快于其他兩個位置.這是由于該點承受著較大的應(yīng)力作用.磨損情況快于其他受力小的地方.證實了上面的理論分析。從圖1—3更能看出三個地方的振動曲線逐漸趨于發(fā)散,也就是說明磨損的程度在逐步加劇.也與摩擦磨損的過程相吻合。查規(guī)程知道109PB的皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速為1480r/min,減速機(jī)傳動比為31.5,那么對應(yīng)的主動滾筒轉(zhuǎn)速為47r/min.對應(yīng)的滾動軸承振動值限額為0.12mm.可以看出徑向上的振動值都遠(yuǎn)在這個限額值之下.由此可以斷定機(jī)械處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)中。軸向上的振動也較大,這是由于受到制造工藝與安裝精度的限制.很難保證軸在軸向上不發(fā)生竄動.致使在軸向位置點測量的振動值都很難保證一個穩(wěn)定的數(shù)值,基本上都是在一個范圍下周期波動。通過長期的觀測.這種情況在107PB上表現(xiàn)得尤為明顯.主動滾筒每轉(zhuǎn)一圈.振動值就會周期波動一次.振動范圍在O.039ram一0.07lmm之間循環(huán)擺動.這種波動方式對機(jī)械的磨損較為嚴(yán)重,因此對這條皮帶軸向的長期監(jiān)測顯得尤為重要查數(shù)據(jù)知道軸向上的振動限額為0.16mm.所測量到的振動值都在這個限額之下,但變化波動較大,由此可以認(rèn)定該機(jī)械在軸向位置上處在較為嚴(yán)重的磨損階段至于溫度對振動的影響在這里并不是表現(xiàn)得很明顯.這是因為應(yīng)用溫度來監(jiān)測機(jī)械狀態(tài)存在一個很致命的缺點.就是當(dāng)溫度有明顯的變化時.故障一般都達(dá)到了相當(dāng)嚴(yán)重的程度.因此無法發(fā)現(xiàn)早期故障。同時對滾動軸承的溫度測量雖然簡單.誤差一般較大,跟環(huán)境也有很大的相關(guān)性.因而這種方法目前已逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閷L動軸承的輔助監(jiān)測診斷手段。
4總結(jié)
由于整個輸煤系統(tǒng)設(shè)備較多.布置范圍較廣.目前我廠運行值班人員大多都只是停留在對設(shè)備的看、聽、嗅、摸的監(jiān)控狀態(tài),這些監(jiān)測手段都只是局限在設(shè)備已經(jīng)發(fā)生故障的情況下才能有效地發(fā)現(xiàn)問題.而隱勝磨損的狀況就很難被發(fā)現(xiàn).往往如果能夠早些了解設(shè)備的狀況.很多事故就可以得以避免通過對運行設(shè)備振動情況和溫度的監(jiān)測.就能彌補(bǔ)這一不足.讓運行人員在設(shè)備磨損過程當(dāng)中也能很好地掌控設(shè)備的健康狀況.通過對振動情況的簡單分析,對磨損較為嚴(yán)重的設(shè)備加以重點監(jiān)控.必要時立刻通知檢修處理,消除因磨損造成的故障和隱患,就能很好地保障輸煤系統(tǒng)和鍋爐機(jī)組的安全運行。
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