煤場機械振動信號收錄方式

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機械故障診斷學是一門近二十年內發展起來的新學科．是現代化設備維修技術的重要組成部分．并且正日益成為設備維修管理工作現代化的一個重要標志此項技術的應用主要是對確保機械設備的安全、提高產品質量、節約維修費用以及防止環境污染起著很重要的作用。機械設備的振動監測與故障診斷(簡稱振動診斷)是應用最普遍、最基本的診斷技術。機器運行過程中發生異常時．一般都會伴隨著振動的變化據統計．約有60％一70％的機械故障會通過振動和由振動輻射出來的噪聲反映出來。根據對振動信號測量、分析、識別及處理，就能在不停機、不解體的情況下對機器故障定位．了解故障原因及惡化程度．避免故障的發生．減少非計劃停機．確保機能率．最大限度地提高機器使用的綜合效益在機械故障設備的的狀態監測和故障診斷技術中有多種方法可使用。例如振動監測技術、油液分析技術、紅外測溫技術、聲發射技術、無損檢測技術等其中振動監測技術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知維修的主要手段．各行業設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測技術就是“對設備的振動信號進行檢測、分析處理．故障識別和預報的一種技術”

1簡易診斷與精密診斷

設備的狀態監測技術是指對設備(部件、零件)的某些特征參數進行測試．并根據所得測定值與規定的正常值來作比較以判斷設備的工作狀態是否正常或異常(存在故障)，也稱為簡易診斷。設備故障診斷技術則不僅要對機器設備的狀態是否正常作出判斷．更重要的是對機器故障的原因、部位及嚴重程度作出估計。故稱為精密診斷。目前比較普及的還是簡易診斷(狀態監測)．而精密診斷真正用于生產還是少數．而且主要用于高精尖設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性技術．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．要由經過專門訓練的工程師來進行．所以只在重要的設備上進行這一點對我國開發推廣診斷技術時值得注意當前應該把重點放在普及簡易診斷或狀態監測上同時積極開發精密診斷技術．使它盡快達到使用水平。據有關資料統計，利用簡易診斷儀器可以解決設備運行中50％的故障。由此可見．簡易診斷在設備管理與維修中的重要作用

2適用煤場機械振動的監測方法

一臺設計得很好的機器它的固有振級也很低。但當機器磨損、基礎下沉、部件變形時．機器的動態性能開始出現各種細微的變化：軸變得不對中．部件開始磨損，轉子變得不平衡，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．振動加劇常常是機器要出毛病的一種標志．而振動是可以從機器的外表面測到的。

過去．設備工程師根據經驗靠手摸、耳聽來判斷機器是否正常或其故障是否在發展但今天機器的轉速很高．許多起警告性的振動出現在高頻段，因此，只有用儀器才能檢測出來。做法是：在機器運行良好的狀況下．具有一個典型的振級和頻譜特征。而當機器的故障在發展的時候．機器的動態過程以及機器零件上的一些作用力也隨著變化．從而影響機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．我們可以知道機器的工作狀態的變化以及是否需要維修。煤場機械特別是輸送皮帶很多很長．停開機又很頻繁．作為電廠的生命線．對它的維護監測尤為重要。對皮帶的監測要通過現場作業人員的巡視來滿足。而對電機、電動滾筒、軸承等的監測則必須依靠更先進的手段才能完成目前我廠監測旋轉機械的監測工具有小神探接觸式測振義，同時可以監測振動頻率、加速度和位移量，再配上一把紅外測溫槍．來監測運行機械的溫升．從而構成對機械運行狀況一個很好的監測體系。下面主要介紹對主動滾筒軸承的監測方法：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架。由于沖擊振動所含的頻率很高．每通過零件的界面傳遞一次，其能量損失約80％。因此，測量點應盡量靠近被測軸承的承載區．應盡量減少中間傳遞環節．探測點離軸承外圈的距離越近越直接越好因而．我們監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作業．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一個類周期的應力作用．再者，皮帶也要在相當的拉應力下才能正常作業．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雜的應力系統具體受力情況如圖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，難以采集數據．B點和C點的合力作用點也同樣有梯形臺包圍，遠離軸承，數據失真嚴重．因此采集數據的重點放到B點位置，同時為了更好地監測整個系統的穩定性．決定補充與B點相對的外側點作為C點的補充測量點。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致機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，影響正常的潤滑作用，這同樣也是造成機械異常的另一重要原因。

3數據分析

煤場皮帶很多．不可能對每一條皮帶都作出詳細的分析，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．受力情況更為復雜．也更具代表性。而數據的采錄也有一定的要求，因為摩擦磨損是個緩慢的過程．測量時可以適當的隔開測量時間，下列數據就是在相隔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．同時采錄數據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準大致可分為以下三種。

(1)絕對判定標準絕對判定標準是指用于判斷實測振值是否超限的絕對量值。

(2)相對判定標準相對判定標準是指對軸承的同一部位定期進行振動檢測．并按時間先后進行比較．以軸承無故障情況下的振值為基準．根據實測振值與該基準振值之比來進行判斷的標準。

(3)類比判定標準類比判定標準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行振動檢測．并將振值相互比較進行判斷的標準。需要注意的是．絕對判定標準是在標準和規范規定的檢測方法的基礎上制定的標準．因此必須注意其適用頻率范圍．并且必須按規定的方法進行振動檢測。適用于所有軸承的絕對判定標準是不存在的．因此一般都是兼用絕對判定標準、相對判定標準和類比判定標準．這樣才能獲得準確、可靠的診斷結果。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護．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生較強通過以上的數據說明．內側點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。查規程知道109PB的皮帶機轉速為1480r／min，減速機傳動比為31．5，那么對應的主動滾筒轉速為47r／min．對應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在這個限額值之下．由此可以斷定機械處于穩定的工作狀態中。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定的數值，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上表現得尤為明顯．主動滾筒每轉一圈．振動值就會周期波動一次．振動范圍在O．039ram一0．07lmm之間循環擺動．這種波動方式對機械的磨損較為嚴重，因此對這條皮帶軸向的長期監測顯得尤為重要查數據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，由此可以認定該機械在軸向位置上處在較為嚴重的磨損階段至于溫度對振動的影響在這里并不是表現得很明顯．這是因為應用溫度來監測機械狀態存在一個很致命的缺點．就是當溫度有明顯的變化時．故障一般都達到了相當嚴重的程度．因此無法發現早期故障。同時對滾動軸承的溫度測量雖然簡單．誤差一般較大，跟環境也有很大的相關性．因而這種方法目前已逐步轉變為對滾動軸承的輔助監測診斷手段。

4總結

由于整個輸煤系統設備較多．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備的看、聽、嗅、摸的監控狀態，這些監測手段都只是局限在設備已經發生故障的情況下才能有效地發現問題．而隱勝磨損的狀況就很難被發現．往往如果能夠早些了解設備的狀況．很多事故就可以得以避免通過對運行設備振動情況和溫度的監測．就能彌補這一不足．讓運行人員在設備磨損過程當中也能很好地掌控設備的健康狀況．通過對振動情況的簡單分析，對磨損較為嚴重的設備加以重點監控．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和鍋爐機組的安全運行。