矿渣立磨减速机故障状态的检测与诊断分析.docVIP

矿渣立磨减速机故障状态的检测与诊断分析 　　【摘 要】根据在矿粉立磨监测过程中积累的大量现场经验和数据资料，将传统的振动信号分析、先进的扭矩信号监测和矿粉生产工艺数据有效结合起来，能够很好地避免在生产中的许多可能发生的减速机故障。应用德国DALOG公司开发的系统状态监测技术，对大型立磨减速机进行预警以及故障识别，减少甚至避免减速机的故障尤其是重大故障的发生。 　　【关键词】DALOG 状态监测 故障诊断 　　矿渣立磨减速机在立磨系统中既要起到减速和传递功率、带动磨盘转动的作用，又要承受磨盘、物料的重力以及碾磨压力，再加上生产条件复杂多变，立磨减速机成为整套立磨设备容易出现问题，因此立磨减速机一旦发生故障，会直接导致全线停产的恶劣后果，使企业蒙受巨大经济损失。我公司经过立磨专业设计人员和DALOG公司技术交流，针对太钢立磨检测要求，研发立磨在线监测系统。监测系统能够实时监测扭矩信号、震动加速度信号。 　　1减速机监测系统组成与特点 　　减速机监测系统主要由转速传感器、扭矩传感器系统、XY方向振动传感器、加速度传感器、振动检测单元、DALOG监测系统以及DALOG分析软件。DALOG减速机监测系统不同于传统监测系统的主要特点是：它不仅仅监测滚子轴承，而且监测齿轮箱的齿轮啮合。除了记录传统的振动信号外，同时也安装一个可靠的扭矩检测系统。在对振动信号的频域信息进行分析的同时，也对扭矩信号的频谱进行分析。 　　扭矩信号通过遥测传感器的非接触测量进行可靠的记录。为了获得扭矩信号，一个电阻应变片，一个信号放大器以及一个天线环需要安装在驱动轴上。天线环可以分离，被安装在现存的设备上，接入供电电压后，通过固定在机床上的天线头读出信号数据。扭矩信号是最重要的信号之一，它提供的信息包括：设备的运行状态、危险的过载、扭频等等。 　　设备每一重要部件都有自身的转动和啮合频率，分析扭矩曲线有明显周期性振动，根据设备固有频率分析出设备部件磨损和损伤程度和裂化趋势，及早准备备件，指导检修安排。减速机的扭矩值直接反映了设备的运行状况，要查看设备运行是否正常首先要分析扭矩信号，为了查看扭矩信号是否异常，系统设置了5类扭矩报警信号（表1），并且简单分析了造成扭矩报警的原因。 　　表1 故障报警原因 　　报警名称 报警原因 　　1 扭矩最大值报警 a、减速机损坏 　　b、磨辊轴承损坏，同时磨辊轴承温度上升。 　　c、磨盘内部进入异物，同时冲击报警。 　　2 扭矩均值报警 a、立磨投料量过大，过负荷运行 　　b、磨机启动时报警，磨盘布料过多，阻力过大 　　c、饱磨现象发生，物料不能及时排出 　　d、研磨压力过大 　　e、磨辊轴承损坏，常伴有轴承温度上升，转速低现象 　　3 扭矩峰值冲击报警 a、启动磨机时，离合器间隙大 　　b、磨机磨盘上进金属异物 　　c、磨机衬板等部件落下进入磨盘中 　　d、减速机损坏 　　4 负扭矩报警 a、料床形成不好，磨机不稳定，磨机本身振动大 　　b、减速机出现断轴断齿故障 　　5 动态值报警 a、料床形成不好，磨机不稳定，磨机本身振动大 　　b、磨辊出现裂缝、断裂和焊层局部脱落，对照特征曲线分析 　　c、磨盘衬板出现坑洞、开裂现象，对照特征曲线分析 　　2减速机故障判断与案例 　　DALOG监测系统从加速度和包络信号来分析特征值，给出设备异常以及设备运行状态的变化。例如Rms值、峭度值等等。通过频域特征分析出故障的位置。例如：齿轮啮合频率和谐波、边频带、滚子轴承频率、轴的旋转频率等等。 　　除了从加速度信号构建的特征值外，从扭矩信号也构建特征值。例如：扭矩的最大、平均和最小值、齿轮啮合频率和谐波、边频带、滚子轴承频率、轴的旋转频率等等。加速度信号，包括信号和扭矩信号的特征值，结合生产过程变量的特征数据，可以提供最大可能的精确预测以及设备故障的确诊。 　　2010年6月在立磨运行中发现3号立磨出现主电机电流波动较大，立磨产量无法增加等问题，停机对于设备进行检查没有发现明显问题，然后我们对DALOG的信号进行分析。通过观察4号传感器的振动峰峰值的趋势值从2010年7月25日到7月31日有明显增大的趋势。考察4 号传感器采集的振动原始信号的时域图，比较多个时间点的时域图变化。通过比较2010年7月19日的时域图和2010年7月31日的时域图，可以清楚的看到在2010年7月31日的时域图上出现了明显的冲击信号。 　　图1 4号传感器2010年7月19日和7月31日的时域图 　　其中左图1为7月19日的时域图，右图1为7月31日的时域图。分别对这两个时间点的信号进行快速傅立叶变换（FFT），变换后的频谱如图5所示： 　　图2 4号传感器2010年7月19日和7月31日的频谱图