沖擊脈沖在企業動力設備狀態檢測中的應用

夏云飛，韓甦，王斌，葉勝利，俞軍

（浙江中煙工業有限責任公司，浙江 杭州 310000）

狀態檢測是指用人工或儀器工具，對設備進行周期性檢測，掌握其運行狀態，判斷設備是否正常運行的一種方法。狀態檢測的目的是在設備處于非正常狀態時，對其進行針對性處理，控制和防止故障的發生。動力設備是企業生產的核心所在，動力設備故障會導致車間的大面積停產，損失較大，所以動力設備的狀態檢測顯得尤為必要。

動力設備中最多的就是電動機，在各類電動機中，軸承是最易受到損壞的組成部件，軸承的運行狀態是否正常，將直接影響到電動機的運行狀態，因此，軸承的狀態檢測顯得尤為重要。對于軸承的狀態檢測方法有很多，本文將著重介紹沖擊脈沖方法在軸承狀態檢測中的應用。

1 沖擊脈沖技術簡介

沖擊脈沖傳感器通過硬件和軟件的共同作用，確保在32kHz頻率共振，使得所取得的信號較常規的振動傳感器取得的信號幅值大5～7倍。因此，當軸承存在輕微故障時，沖擊脈沖就能夠撲捉到可靠的信號，沖擊脈沖一般可以提前3～7個月預知軸承故障。

我廠采用瑞典的SPM公司的Leonova設備故障綜合分析儀對設備進行狀態檢測，可以通過HDc（是記錄在200脈沖/秒水平的沖擊脈沖值）和HDm（采樣期間獲得的沖擊脈沖信號最大值）兩個值來判斷軸承的損傷和潤滑情況，通過頻率圖來判斷軸承的損傷位置。

根據HDc和HDm數值來判斷軸承狀態，檢測結果如圖1所示，圖1中A標識潤滑良好，軸承無損傷。B標識潤滑不良。C標識軸承外圈有損傷。從三幅圖的對比可以明顯看出圖形的差別，從而可以判斷軸承的運行狀態。

圖1 軸承不同狀態下的檢測結果

根據頻譜圖來判斷軸承損傷位置和情況，如圖2所示，是軸承外圈損傷時的頻譜圖，可以看出頻譜圖上數值較高的位置與軸承外圈的故障特征頻率全部對齊，充分說明軸承外圈有損傷。

2 實際應用

2.1 建立狀態檢測點

確定需要檢測的設備、檢測位置、軸承型號等信息，根據以上信息建立設備狀態檢測點，如圖3所示，在軟件中輸入設備轉速、軸承型號等信息。

圖2 軸承沖擊脈沖檢測頻譜圖

圖3 SPM沖擊脈沖檢測軟件

2.2 檢測結果展示

對每臺設備進行檢測，檢測結果將會顯示在軟件中，如圖4所示。HDc或HDm大于20會顯示黃色，大于35會顯示紅色。綠色代表狀態良好（圓圈），黃色代表警告（圓圈嘆號），紅色代表壞的狀態（小旗）。因此當數值大于20時，應采取適當的維保措施。

圖4 沖擊脈沖檢測結果

2.3 根據檢測結果對設備進行潤滑

有了以上檢測結果，維修人員可以對設備進行狀態性維護，在設備需要維護時，給予適當的維護。針對一些數值較高需要維護的點進行維護，表1是潤滑前和潤滑后HDm和HDc數值的變化情況。

從表1中可以看出，以上振動測試數據異常的部位通過潤滑后，大部分部位的脈沖值和振動值明顯下降，說明潤滑取得了效果。如果不能夠及時的掌握設備的運行狀態，就不能對設備采取必要的潤滑措施，如果設備在潤滑不良的情況下繼續運行，很有可能會對設備造成不可逆轉的損傷，降低設備的使用壽命。

通過設備的狀態監測，我們能夠及時掌握設備的運行狀態，對設備的潤滑保養做出合適的決策，以彌補定期潤滑存在的一些弊端。

2.4 故障診斷

巡檢過程中發現3號真空泵電機異響，電機前端溫度60～63℃，對比前后溫度，未發現明顯上升趨勢。從圖5中可以看出，從2015年11月17日到2016年10月17日，3號真空泵電機前端脈沖值逐漸上升。在2016年9月28日對其進行潤滑處理，當天數值下降，但是10月17日對其進行檢測發現數值再次上升。從HDm和HDc的數值可以推斷出軸承有損傷。

表1 潤滑前后HDm和HDc數值對比表

圖5 不同時間沖擊脈沖檢測結果對比

對其進行頻譜圖分析發現，如圖6所示，BFFO（軸承外圈故障特征頻率）與頻譜圖上幾個數值較高的頻率全部對齊，充分說明軸承外圈有故障。

圖6 3號真空泵電機驅動端頻譜圖

10月25～27日對3號真空泵電機進行軸承更換，更換下來的軸承如圖7所示，可以看到軸承外圈有明顯的損傷痕跡。

圖7 更換下來的損傷軸承

3 結語

準確把握設備運行信息，掌握設備運行狀態，及時采取設備維護措施，確保設備穩定運行，一直以來都是設備維保人員的工作目標。本文著重介紹了設備狀態檢測的一種方法——沖擊脈沖法。通過總結發現，沖擊脈沖技術主要有以下兩個方面的應用：

（1）通過沖擊脈沖的檢測，可以準確判斷設備的運行狀態，適時給予潤滑。通過該技術的實際應用可以發現，潤滑后HDc和HDm的數值有明顯變好的趨勢，充分說明沖擊脈沖技術可以對設備的潤滑工作給予指導，可以彌補以往定期潤滑的不足，在設備最需要的時候給予潤滑。

（2）沖擊脈沖技術還能準確判斷軸承的故障。本文給出了實際案例，驗證了沖擊脈沖技術在軸承故障診斷中的可靠性。

通過本文的研究，給出了沖擊脈沖技術在兩個方面的應用，充分說明了沖擊脈沖技術對企業設備的狀態檢測具有重要的參考價值和實用意義。

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