皮帶驅動機組故障診斷案例

劉紅星，白志平，李 馬，王正祥，趙積武，王玉山

（1.南京大學，江蘇 南京 210093；2.金川集團科技有限公司，甘肅 金昌 737104）

一、皮帶驅動機組簡況

某有色金屬礦井下的大型皮帶驅動機組包括兩個電機、兩個液力偶合器、兩個減速機、一個摩擦滾筒、一個包角輪。電機的額定功率約600kW，電機和偶合器的額定輸出轉速約1 450r/min，減速機的輸出轉速約37.07r/min，滾筒的線速度約2.5m/s。

二、監測診斷系統概況

南京大學為此皮帶驅動機組開發的監測診斷系統，如圖1所示，共檢測34路信號。其中，四路轉速信號涉及電機轉速兩路、偶合器輸出轉速一路、包角輪轉速一路，其他轉速可由此四路轉速導出。12路溫度信號涉及電機溫度信號共四路、偶合器工作液溫度共兩路、減速機油液溫度共兩路、滾筒兩端軸承溫度共兩路、包角輪兩端軸承溫度共兩路。14路振動加速度信號涉及電機振動加速度信號共兩路、偶合器軸承振動加速度共兩路、減速機振動加速度共四路、滾筒兩端軸承振動加速度共兩路、包角輪兩端軸承振動加速度共兩路。另外，還有電機電流和超聲料位信號共四路。

監測診斷系統對異常情況有超閾值報警功能、異常日志功能、控制停機功能等，并提供了豐富的分析診斷軟件，包括：趨勢分析比較軟件、振動精密分析診斷軟件等。

圖1 皮帶驅動機組監測系統示意圖

三、分析診斷案例

監測系統安裝并投入運行后，則可對皮帶驅動機組的運行狀態進行分析。

首先看趨勢圖。從監測的2～3天（兩千多點）的振動峰峰值趨勢圖看，2#一側偶合器的振動不平穩，有時大其他時間點約四倍。再從監測的同期溫度變化趨勢圖看，開機時2#一側偶合器溫度高出1#一側10℃。若放大偶合器振動峰峰值趨勢圖和溫度變化趨勢圖在1600點附近的細節，分別見圖2和圖3。可以看出，2#一側偶合器振動峰峰值的突然增大發生在偶合器溫度跨過谷點的時刻。偶合器溫度谷點時刻就是偶合器啟動時間點，這是符合邏輯的，因為啟動之前偶合器為停止狀態，偶合器溫度處在逐漸降低的過程。另經轉速圖分析，也進一步證實了2#一側偶合器的振動大發生在偶合器啟動時刻。偶合器啟動后，振動又很快恢復到平常水平。

2#偶合器啟動時刻振動大的現象可用監測系統精密振動分析軟件來分析。對一組偶合器啟機數據進行精密分析，見圖4。圖中顯示偶合器2#的振動顯示出豐富的高頻分量，說明2#偶合器啟動時其軸承油膜尚未形成，可能出現了動靜件的碰磨故障。啟動后，振動又回落到一個比較低的水平，這說明啟動后油膜基本形成、不再碰磨，只是油膜質量還稍差一點。此時，2#一側的振動和溫度還是比1#一側稍高一點。

首先懷疑是軸承的問題。但當時在2#偶合器剛換上新軸承時其溫度就稍高，這說明根本原因不是軸承有問題，可能是安裝時2#偶合器與2#減速機對中不良，造成油膜未形成時出現了動靜碰磨。因此，經判斷認為，根本原因是：2#偶合器與2#減速機安裝時對中不好。

四、結束語

進行了上述的分析診斷后，由于種種原因，沒有對2#偶合器與2#減速機對中不良的問題采取必要措施。兩個月后，連接2#偶合器與2#減速機的齒輪離合器的輪齒出現斷齒故障，這與兩個月前此處對中不良的診斷結論相吻合。

因此，要給出正確的診斷結論，則要基于好的監測系統，要結合對機組背景的了解，要進行嚴密的邏輯推理。