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    技術中心

    棒材軋機減速機軸承故障診斷

    摘 要:通過周期性檢測,掌握設備運行狀態,積累設備運行狀態數據,在設備狀態發生變化時可以為設備診斷分析提供基礎數據,大大提高故障診斷準確率,保障設備可靠性運行,避免設備的突發事故。 

    關鍵詞:棒材軋機;周期測試;軸承;故障診斷

    0 引言

    軋機是棒材生產線中重要的組成部件,軋機的安全運行直接影響到棒材線的運行狀況。所以對于軋機的狀態監測十分重要,軋機主要有齒輪、軸承等關鍵部件,其中軸承故障占軋機故障的60%左右。對于軋機而言,軸承的運行狀況直接影響軋機的安全可靠運行。軸承故障又可以分為軸承內圈故障、外圈故障、滾動體故障和保持架故障,其中軸承內、外圈故障一般都有一段時間的發展過程,保持架的故障由于能量小、頻率低,初期很難監測到,但保持架的損壞發展速度很快,一旦保持架出現故障,多數情況下會造成軸承抱死,嚴重影響設備的安全運行,所以對于保持架的故障監測尤為重要。

    1 棒材軋機的結構特點與參數

    棒材線軋機采用的是平—立交替串列式軋機,其中1#~6# 為粗軋,7#~12#架軋機為中軋機,13#~16#軋機為精軋機,馬鋼棒材14#架于2021年1月份改造完成,軋機改為臥式、立式兩臺機組,根據生產需要,分別使用臥式軋機或立式軋機。14#架臥式 軋機傳動結構與參數見圖1、表1。

    2 故障診斷分析

    2.1 對振動數據進行分析

    該軋機于1月份剛改造完成,電機、減速箱都更換為新設備,對于14#架臥式軋機初始測試振動較小,在3月份、4月份周期測試中,減速箱振動速度有效值基本維持在1mm/s左右,運行基本正常,因現場定修結束,為了解設備檢修后狀態,對檢修后各架軋機進行振動測試,通過測試數據對比分析,發現此次14#架臥式軋機振動存在明顯上 升(表2)。

    2.2 對振動頻譜波形進行分析

    對各測點數據進行分析,振動主要能量為497.188Hz和427.5Hz(圖2),根據提供數據計算,497.188Hz為一級齒輪嚙合能量,427.5Hz為二級齒輪嚙合能量,對比以往周期測試數據可以看出:①一級齒輪嚙合能量明顯增大,二級齒輪嚙合能量略有變大;②速度頻譜中低頻段能量譜線豐富,存在規律性等間隔的特征頻率。

    對輸入軸軸向振動速度頻譜進行分析,可以看到在低頻段有一段等間隔的頻率,間隔頻率為7.813Hz(圖3)。在另一段輸 入軸軸向振動速度頻譜中,低頻段頻譜中存在明顯的7.813Hz 頻率且有2倍、3倍諧波能量(圖4)。

    根據提供的參數,計算出輸入軸軸承的頻率(表3):頻率 7.813Hz接近軸承保持架頻率,170.625Hz接近軸承外圈故障頻率,判斷輸入軸軸承存保持架和外圈存在缺陷,考慮到軸承保持架發展迅速,所以建議現場盡快安排檢修,更換減速機軸承。

    3 檢修驗證

    現場根據診斷結果,立即安排檢修,在7月25日對設備進行解體檢修,打開發現輸入軸軸承嚴重損壞,軸承保持架和外圈都存在碎裂,輸入軸軸頸磨損嚴重(圖5、圖6)。

    4 總結 

    4.1 原因分析 

    軸承保持架破損原因一般有以下6種:

    (1)軸承潤滑不足。潤滑油缺失或加油不到位(循環油的流量小或管道堵塞等);潤滑油或脂干掉,沒有及時添加(維護保養),潤滑油或脂用的標號不對。

    (2)軸承的沖擊負載。沖擊負載中激烈的振動產生滾動體對保持架的撞擊。

    (3)軸承的清潔度。軸承在軸承箱內密封不好,有粉塵進入,滾動體與保持架的磨擦,從而使保持架損壞。 

    (4)在軸承保持架選材時錯誤。各種保持架材料有一定的耐溫性和轉速的要求,選材不合適也是保持架損壞的原因。 

    (5)安裝問題。軸承安裝不正確,在安裝時就損傷保持架。 

    (6)其他原因,如:聯軸器不對中產生軸承歪斜,受力不均;皮帶安裝過緊;環境問題等,都有可能損壞軸承或保持架。 

    4.2 總結

    通過這次全過程的測試檢修發現: 

    (1)保持架的故障缺陷能量不大,在軋機設備里由于信號成分多且復雜,分析難度大。在分析數據時,需要對測試信號仔細甄別,同時注意與歷史數據進行對比分析,對于突然出現的能量頻率,需要特別關注。

    (2)保持架的故障缺陷劣化速度很快,因為保持架在軸承部件中不屬于受力部件,一旦出現損傷則損壞過程很快,極易造成嚴重的設備事故,對此類故障需要重點關注。

    來源:軋機軸承

    (版權歸原作者或機構所有)

    發布時間:2024-04-19


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