SPM振動監測系統在低速重載減速器軸承監測上的應用

浦松，曲冬梅

（大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧　大連　116039）

SPM振動監測系統在低速重載減速器軸承監測上的應用

浦松，曲冬梅

（大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧大連116039）

隨著材料技術及機械加工的不斷提高，工業設備不斷的向大型化方向發展，如何保證大型設備的穩定可靠運行，減少設備故障停機及計劃維修造成的大量浪費，本文詳細介紹了SPM振動監測系統在低速重載減速器軸承監測中的應用，并對實際故障案例進行了分析。

振動監測系統；低速重載減速箱；軸承

隨著材料技術及機械加工水平的不斷提高，工業設備不斷的向大型化方向發展，隨之而來的是如何保證大型設備的穩定可靠運行，其中低速重載減速箱由于運行速度低，減速箱內軸系復雜，運行條件惡劣，因此對于減速箱軸承的運行狀態監控一直是比較困難的問題，如何才能夠比較準確及時的掌握減速箱的運行狀態，并對軸承的使用狀況進行有效的評估，盡量減少由于軸承問題所造成的設備故障成為了一個急需解決的問題。

另外，設備管理發展的趨勢是從事后維修（不壞不修）→計劃維修（按照計劃定期維修）→預防維修（按照設備狀態決定是否維修和維修程度）演變。

事后維修的優點是節約短期成本，缺點是經常性的故障停機導致設備效率大大降低，同時由于設備的故障停機還會帶來生產經營方面的其他問題，這一維修模式已不能適應現代企業的要求。計劃維修較事后維修前進了一步，但隨著監控技術的不斷進步，計劃維修的缺陷日益顯現出來，設備突發性故障經常發生，并且許多當時不需要進行維修更換的零部件也在計劃維修中被更換，造成了大量浪費的同時也無形中增加了企業的成本。

預防維修利用現代科技，通過傳感器采集的大量設備信息來提前預知設備狀態，分析現有設備還能運行多長時間，分析引起設備損壞的深層次原因，決定什么時候維修以及維修程度。雖然要短期投入監測系統的成本，但可以有效避免非計劃停機的問題和維修過度的問題（不該修的不要修）。

1　振動監測系統構成

1.1系統概述

在此方案中我們為兩臺減速器安裝了SPM的42000系列沖擊脈沖傳感器用于測量減速器中各個滾動軸承的運行狀況，并通過全在線振動分析系統對各點的軸承狀態進行分析。

SPM振動監測系統具有如下的功能：

（1） 智能診斷故障原因，對位移、加速度、速度、歪度、峭度、4個等級摩擦量以及不平衡、不對中、松動、軸承故障、轉子斷條等30多項參數與征兆獨立評估，分別給出“綠、黃、紅”狀態指示，實現智能專家診斷；

（2） 針對設備工況的復雜性，對于變速設備、載荷變化較大的設備，可根據轉速和載荷的變化量預先設定設備不同工況下的不同標準；

（3） 根據設備的多樣性，有時設備總體振動不大，但是短時工作后便造成事故停機現象，“EVAM”根據30多項參數的趨勢變化可以捕捉設備的故障原因，并報警提示；

（4） 根據設備的基本參數和正常狀態下的參量，形成適合該設備的企業標準，從而為設備后期更準確判斷設備運行狀態；

（5） 內置的“專家系統”和龐大的軸承庫，方便具有一定專業知識、習慣用頻譜來分析設備故障的管理人員來判斷如不平衡、不對中、松動、軸承故障、轉子斷條等等故障。

1.2系統技術特點：

在此項目中現場軸承振動測量采用的是沖擊脈沖技術，該技術具有如下特點：

（1） 該技術簡單易用，只須在軸承座上安裝沖擊脈沖傳感器，系統會直接給出軸承運轉狀態值及國際標準的“綠、黃、紅”狀態指示，同時給出：

① 專利的LR/HR?技術，給出強沖擊與平均沖擊指標；

② 狀態代碼Code（A為最佳，B為干磨擦，C為輕度損傷，D為嚴重損傷）；

③ 潤滑狀態代碼LUB（油膜厚度：0，1，2，3，4…）；

④ 損傷程度值Cond（＜30為輕度，30～40為中度，＞40為重度）；

⑤ 它包括一個龐大而豐富的軸承庫，以及專利的 LUBMASTER 軸承潤滑壽命分析模塊［1］。

（2）沖擊脈沖技術的優勢是其獨特設計的沖擊脈沖傳感器，僅對軸承運轉、齒輪嚙合時產生的瞬態沖擊做出反應，而對其它低頻振動的干擾不作反應，因此可以得到純凈的早期信號。對沖擊脈沖信號進行頻譜分析，即專利的SPM Spectrum TM，具有其他常規帶通濾波、包絡技術無法比擬的優勢，可得到極為清晰的頻譜圖。

（3） 系統內置的TLT自檢功能，自動監測網絡系統的連接質量和硬件品質，保證采集數據的真實可靠；

（4） 系統可以同時接收在線或離線便攜式數采器的數據，進入系統進行統一管理；

（5） 可以按企業內部的設備統一編號或自己編排的編號（任意）編輯測點名，方便查找；

（6） 可以根據管理人員的職責范圍來設定管理權限，真正做到職責分明；

（7） 對于問題設備或檢修設備處理的過程、方法和結論可在當時的測定數據中加以注解，便于將來查閱、參考和制定恰當的處理方案；

（8） SPM-HD超低頻時域波形技術和彩色能量譜分析技術；

1.3系統的詳細配置

由于振動監測系統軟件與上游DCS系統軟件存在兼容性問題，因此必須為振動監測系統單獨設置一臺工程師站，用于系統組態及運行監控。系統詳細配置如表1。

表1　系統配置表

2　實際案例分析

以下是該項目實際的現場配置情況如圖1所示。

圖1　減速箱內測點分布情況

其中一臺減速箱內各個測點分布情況，其中測點S02在減速器運行過程在運行過程中出現了沖擊脈沖值升高的現象，并在出現升高現象5天后達到報警值如圖2所示。

圖2　測點S02沖擊脈沖曲線圖

圖3　測點SO2頻域信號曲線

圖4　測點S02時域信號曲線

通過比對報警后連續兩天內S02測點的頻域信號與時域信號（詳見圖3，圖4），發現在頻域信號曲線中1倍頻（1階次）水平值HDesv約670，2倍頻（2階次）水平值300，5倍頻，11倍頻出現標準“山型”，疑似軸承故障頻率，水平值較高；23倍頻、35倍頻、46倍頻均出現典型頻譜，發生位置疑似齒輪嚙合頻率，但水平值較低，屬于正常范圍。

時域分析：時域信號出現成周期性的規則峰值，間隔時間正好為1轉時間（該出軸承的轉速為359 r/min）即為0.167 s；峰值水平值接近15 000HDesv，且兩側有邊帶毛刺產生，符合軸承內環故障特點，同時還存在輕微不平衡的特征。

進一步觀察2月28日的數據，發現沖擊脈沖水平值升高，5.8階次、11.6階次軸承故障頻譜水平升高，23階次、46階次出現規則峰值。

綜上，根據該處軸承沖擊脈沖數據判斷此處軸承發生內環故障。

設備停機后打開減速箱并檢查測點S02處軸承發現該軸承內環出現剝落掉塊的現象，如圖5所示。

更換軸承后測點S02處的沖擊脈沖值及頻譜水平均恢復正常。

3　結束語

圖5　減速箱SO2測點出軸承內環剝落的碎塊

通過實際的案例分析可以看出，SPM振動監測系統采用其獨特的沖擊脈沖技術，在復雜工況下滾動軸承狀態監測上具有較高的準確性，對于大型重載減速箱的穩定運行具有重要的意義，該系統可以準確的監控減速箱內滾動軸承的運行情況，當軸承出現先期故障時如果能夠對系統數據進行分析就可以比較準確的掌握軸承的狀態，防止由于軸承故障所引起的系統故障停機，防止對系統造成更大的損壞。

［1］SPM product catalogue.

［2］ Condmaster Nova軟件使用手冊.

（R-03）

新型塑料鈔票 防偽防水技術高

世界上最早的紙幣是中國北宋時期四川成都的“交子”，而歐洲則是1661年瑞典銀行發行時才用上紙幣。目前共有兩百多種紙幣流通于全球193個獨立國家和地區中。作為歷史文化的載體之一，紙幣深深地扎根于人們的日常生活之中。

新型塑料鈔票 防偽防水技術高

然而，由于它的材質是紙張，使用壽命有限，也不防水防潮，防偽標識有限，因此不少貨幣換代的支持者都期望將紙幣換為塑料幣。英格蘭銀行，也即英國央行已在本月發行面值為5英鎊的塑料鈔票，采用新的印鈔技術嘗了一次鮮！

那么新款“塑料鈔”到底有哪些與眾不同之處呢？

首先，新版塑料鈔上印有英國前首相丘吉爾的頭像，并且采用了最新的防偽技術。其次，新鈔摸起來沒有了紙幣那種柔和感，反而充滿張力，不易變形，這意味著它在流通過程中更容易保持原樣，結實耐磨。破損的紙幣往往妨礙流通，但它則沒有這個問題。就算是不小心在新鈔上潑了一杯茶或咖啡，只要拿起來抖抖水，擦干后又是一張完好無損的鈔票。

與普通紙幣相比，塑料鈔的制作成本相對較高，但耐用系數是普通紙幣的2.0～2.5倍，整體上可以幫助節省貨幣流通的成本。同時塑料材料便于植入更多的防偽技術，防止偽鈔魚目混珠。

目前這種技術已經在全球30多個國家被采用，澳大利亞在本月發行的5澳元的盲人紙幣，就借用新技術設計出了有透明帶的鈔票。新版邊角有兩個凸點，手指觸摸就能識別面值，這一改變讓當地35萬盲人受益。

英格蘭銀行博物館館長詹妮弗·亞當認為，未來貨幣需要更復雜的防偽技術，例如在鈔票上增添更復雜的水印。而選擇一種合適的制作材料才能保證安全技術的順利嵌入。從紙幣過渡到塑料鈔，是一個自然演進的過程，后者讓更先進的防偽技術有了用武之地。此外，塑料鈔獨特的自作工藝也使它很難被模仿。

新版5英鎊塑料鈔票的發行意味著英國三百多年的紙幣流通歷史正式發生改變。2017年，英國還將發行帶有英國著名作家簡·奧斯汀頭像的10英鎊塑料鈔，2020年以前還將發行20英鎊塑料鈔。這意味著在英國塑料鈔將逐漸取代傳統紙幣，未來貨幣發行將走入新的歷史時期。

摘編自“中國聚合物網”

Application of SPM vibration monitoring system in bearing monitoring of low speed and heavy load gear reducer

Application of SPM vibration monitoring system in bearing monitoring of low speed and heavy load gear reducer

Pu Song, Qu Dongmei
(Dalian Rubber & Plastics Machinery Co., LTD., Dalian 116039, Liaoning, China)

With the continuous improvement of materials technology and mechanical processing, the development direction of industrial equipment is large scale. How to ensure the stable and reliable operation of large-scale equipment, reduce waste caused by equipment downtime and maintenance fault, this paper introduces the SPM vibration monitoring system in bearing monitoring of low speed and heavy load gear reducer, and analyzes the actual fault cases.

vibration monitoring system; low speed and heavy load gear reducer

TQ330.4

1009-797X（2016）20-0037-05

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.20.0013

浦松（1981-）， 男，工程師，主要從事石化產品的電氣設計及調試工作。

2016-06-29