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棒材軋機減速機軸承故障診斷

2024-04-19

摘 要:通過周期性檢測,掌握設(shè)備運行狀態(tài),積累設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù),在設(shè)備狀態(tài)發(fā)生變化時可以為設(shè)備診斷分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),大大提高故障診斷準(zhǔn)確率,保障設(shè)備可靠性運行,避免設(shè)備的突發(fā)事故。 

關(guān)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(chǎn)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(tài)監(jiān)測十分重要,軋機主要有齒輪、軸承等關(guān)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(nèi)圈故障、外圈故障、滾動體故障和保持架故障,其中軸承內(nèi)、外圈故障一般都有一段時間的發(fā)展過程,保持架的故障由于能量小、頻率低,初期很難監(jiān)測到,但保持架的損壞發(fā)展速度很快,一旦保持架出現(xiàn)故障,多數(shù)情況下會造成軸承抱死,嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運行,所以對于保持架的故障監(jiān)測尤為重要。

1 棒材軋機的結(jié)構(gòu)特點與參數(shù)

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(jù)生產(chǎn)需要,分別使用臥式軋機或立式軋機。14#架臥式 軋機傳動結(jié)構(gòu)與參數(shù)見圖1、表1。

2 故障診斷分析

2.1 對振動數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)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(xiàn)場定修結(jié)束,為了解設(shè)備檢修后狀態(tài),對檢修后各架軋機進(jìn)行振動測試,通過測試數(shù)據(jù)對比分析,發(fā)現(xiàn)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(jìn)行分析

對各測點數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,振動主要能量為497.188Hz和427.5Hz(圖2),根據(jù)提供數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(guī)律性等間隔的特征頻率。

對輸入軸軸向振動速度頻譜進(jìn)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(jù)提供的參數(shù),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(fā)展迅速,所以建議現(xiàn)場盡快安排檢修,更換減速機軸承。

3 檢修驗證

現(xiàn)場根據(jù)診斷結(jié)果,立即安排檢修,在7月25日對設(shè)備進(jìn)行解體檢修,打開發(fā)現(xiàn)輸入軸軸承嚴(yán)重?fù)p壞,軸承保持架和外圈都存在碎裂,輸入軸軸頸磨損嚴(yán)重(圖5、圖6)。

4 總結(jié) 

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(huán)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(yǎng)),潤滑油或脂用的標(biāo)號不對。

(2)軸承的沖擊負(fù)載。沖擊負(fù)載中激烈的振動產(chǎn)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(nèi)密封不好,有粉塵進(jìn)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(zhuǎn)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(lián)軸器不對中產(chǎn)生軸承歪斜,受力不均;皮帶安裝過緊;環(huán)境問題等,都有可能損壞軸承或保持架。 

4.2 總結(jié)

通過這次全過程的測試檢修發(fā)現(xiàn): 

(1)保持架的故障缺陷能量不大,在軋機設(shè)備里由于信號成分多且復(fù)雜,分析難度大。在分析數(shù)據(jù)時,需要對測試信號仔細(xì)甄別,同時注意與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,對于突然出現(xiàn)的能量頻率,需要特別關(guān)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(xiàn)損傷則損壞過程很快,極易造成嚴(yán)重的設(shè)備事故,對此類故障需要重點關(guān)注。

來源:軋機軸承

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