軋鋼機械振動故障的診斷分析

摘 要：軋鋼機械隨著運行時間的延長，出現機械振動故障是非常普遍的。本文闡述了軋鋼機械在日常運轉過程中出現振動故障時，采用在線檢測和計算機診斷系統綜合故障診斷的方法，準確及時的找到故障的根源。同時，明確了故障判斷的標準;詳細介紹機械振動故障的診斷流程;并論述了軋鋼機械振動故障特征數據的采集及分析處理等相關問題。

關鍵詞：軋鋼機械;振動故障;診斷分析

軋鋼機械隨著在生產與運轉時間的增加，難免會出現各種各樣的故障，其中振動故障是最為常見的。出現了振動故障不僅威脅著軋鋼機械的生產安全，而且還會使軋鋼機械的使用壽命縮短，同時降低企業的生產效率。因此，為了預防設備因振動故障的發生，造成企業經濟損失，在軋鋼工作中不定期對機械進行維護與檢測，及時發現故障問題并進行有效的處理顯的非常重要。

一.軋鋼機械振動故障判斷標準與特征數據

（一）判斷標準

企業的技術人員在對軋鋼機械進行檢查過程中會發現故障的種類很多，那么在對軋鋼機械振動故障進行判斷時，主要根據對比判斷標準、定量判斷標準與定性判斷標準這三個故障判斷標準。要想獲得比較準確的故障判斷結果，必須結合這三個判斷標準對故障進行判斷，而不能單一的根據所看到的現象隨便下結論。然而，由于能夠引起軋鋼機械振動故障的原因是非常多的，要想順利判斷出振動故障是不可能的，通常條件下，造成軋鋼機械振動故障的原因有：機械軸承形式影響、傳感器位置的影響、實際轉速的影響、工況影響等。諸多因素影響，造成了技術人員難以準確判斷故障點。所以，要應用定量的判斷手段對軋鋼機械振動故障進行診斷，設置相應的判斷參數。例如：可以把時間設置為判斷基準，再進行比較和分析過程，對有關的測試點、手段、工況進行有規律的測量，那么就可以得到相關的判斷數據，對這些數據與標準的數據進行比較，以此可以看出軋鋼機械振動故障。

在判斷軋鋼機械振動故障時也可以借助于在線振動檢測診斷系統，不過要認真按照系統中的流程進行操作，第一，檢測工作啟動，在啟動前，必須按照系統的要求提前準備好。第二，明確檢測目標，檢測的目標明確以后，要對這個目標的一些數據進行了解。第三，對目標進行檢查時要有確切的工作安排，確保檢查工作可以順利進行。第四，軋鋼機械在運轉的過程中就要進行檢測診斷任務，根據檢測結果得到我們所需要的數據。第五，在檢測結束后已經獲得了許多關于機械振動情況的數據信息，會形成一個報告，報告中應列出檢測數據。第六，依據我們檢測出來的數據與標準正常的數據進行比較，看看數據之間哪些是存在問題的，找出故障點，如果真發現了故障那么就應該及時采取有效的手段對故障進行處理，如果沒有發現問題，那么就可以正常存檔。第七，設置系統主動進行下一步檢測診斷程序。

（二）特征數據

對軋鋼機械進行故障檢測時，發現機械中的滾軸或齒輪之間的接觸部位在運轉時間長了之后很容易引起振動故障，然而，由于軋鋼機械傳送的路徑是非常復雜的，那么在傳送信號的過程中，就會受到各種各樣因素的干擾。舉個例子來說：當軋鋼機械在進行作業時，機械工作狀態、機械軸承等不正常，特別是機械的轉動速度，如果在運行的過程中發現了異常的情況，都會對傳送信號產生影響。在上面的異常現象發現了之后，企業的負責監管機械設備的部門就應該安排相關技術人員對軋鋼機械進行信號降噪的有效處理，不要隨便安排一些非專業的工作人員進行操作，這樣可以防止操作不當或經驗上的不足引起新的問題，給系統添加更多的麻煩。

當對軋鋼機械振動故障進行判斷時，相關的技術人員一定要注重常規頻譜的處理工作，而且，一旦軋鋼機械發現存在有機械振動故障，那么就要對故障進行研究和檢測，獲得故障發生后的一些數據。這個時候，相關的技術人員要結合時域和頻域這兩個方面對檢測出來的特征數據進行研究，詳細的方法有下面兩點：

1.從時域方面進行分析數據

如果從時域這塊對機械振動故障檢測出來的特征數據進行分析，那么相關的技術人員重心關注的就是要獲得數據的平均值、最大值以及適用值，確保這樣的工作可以順利完成，不會造成不良影響。

2.從頻域方面進行分析數據

如果從頻域這塊對機械振動故障檢測出來的特征數據進行分析，那么必須重視兩個環節。第一，在進行機械振動故障檢測獲得相應的特征數據時，必須注意到機械齒輪運轉的轉頻和倍頻，這樣有利于加快特征數據的獲得進度。第二，在對獲得的有關頻譜進行統計和分析時，不要忽略了主要頻率和頻差。

在進行上面這兩個方面的工作安排時，相關的技術人員可以根據對應的數學計算公式，采用降噪方式獲得特征數據，即故障信號，將這些數據和特征數據進行一一比較，從而可以找出故障是怎么樣形成的。

二.軋鋼機械振動故障特征數據采集與分析處理

（一）采集

根據機械振動故障的判斷需求，在對機械故障進行數據采集的過程中要求獲得龐大的數據量，這樣可以有利于技術人員快速的、準確的判斷出機械振動故障。但是，由于機械設備在正常工作時，轉速是比較低的，而采用傅里葉變換的方式進行工作的過程中，隨著時間的增長獲取的數據越來越多，那么就需要較大的空間對采集的數據進行保存。因此，技術人員在采集數據的過程中一定要控制原始故障采樣數據的長度，這個數據的長度最好的就是可以有效覆蓋各個故障的發生。在采集數據時最重要的任務就是信號的傳出，這個可以借助于計算機監測系統中的鍵相方式進行完成，鍵相方式又分為自動式和手動式。有一些設備可能具有轉速與鍵相模式，那么對于這些設備技術人員就可以應用自動化的鍵相部件，而且數據采集周期設置為整數，防止發生重疊效應;而那些沒有安裝轉速與鍵相模式的儀器，技術人員就可以使用手動鍵相，但是在操作之前要清楚這些設備實際運行過程中的轉動速度，然后技術人員才能操作設置不同數據采集板塊上的采集頻率，也可以有效地與信號分析結合，將原始采集數據的長度確定下來了之后獲取我們想要的故障頻率，但是不同的技術人員可能設置不同的采樣頻率，這就導致了頻率分析的上下限的不同。

（二）分析處理

在對軋鋼機械振動故障進行了數據采集之后，那么就應該數據進行有效的分析與處理。可以發現操作人員在檢測采集機械滾軸或是齒輪的振動數據時，通常情況下都會將加速傳感器部件安裝上去，但是，通過這樣的方式進行采集數據的效率非常低，特別是在遇到軋鋼機械轉速非常低的情況時，安裝在滾軸或是齒輪上面的加速傳感器就不是非常的敏感，遇到這樣的情況就會促使數據分析處理工作不能順利進行。所以，技術人員對滾軸或是齒輪采集到的數據進行分析和處理時，應該注意以下幾方面：第一，要執行動態監管工作，實時對軸承的磨損程度進行把握，可以使用渦流傳感器，這樣就可以一直監管到軸承空隙的變化情況，對其在運轉的過程中如果發生了磨損的跡象，就可以及時反饋回來，而且還可以自動過濾處理故障問題。第二，要執行動態轉速監管工作，以前在對軋鋼機械振動故障進行檢測時，應該選擇哪個故障信號進行檢測都是沒有目標的，只是隨機選擇故障信號，這樣做非常容易產生誤差。所以，技術人員要求在檢測軋鋼機械振動故障時，安裝具有同步探頭部件的渦流傳感器，可以有效的對軋鋼機械振動故障進行全方位的、動態的檢測。第三，對采集的數據進行全面分析和處理，找到故障發生的地方，做到及時發現故障問題并對問題進行有效的處理。

參考文獻：

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作者簡介：

畢娜（1984年1月），女，大學學歷，河北唐山人，唐山鋼鐵集團有限責任公司檢修分公司工程師，研究方向：機械。