高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備故障診斷分析

張宇

摘 要：在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，因受到操作不當(dāng)、設(shè)備老化等各種原因的影響，導(dǎo)致設(shè)備往往容易出現(xiàn)各種故障問(wèn)題。因此需要對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行科學(xué)診斷，才能有效制定適宜的維修方案，保障設(shè)備的安全運(yùn)行。在這一背景下，本文將以高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備作為主要研究對(duì)象，對(duì)其故障診斷進(jìn)行簡(jiǎn)要分析研究。

關(guān)鍵詞：高速無(wú)扭精軋機(jī)；齒輪；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.013

1 高速無(wú)扭精軋機(jī)組的簡(jiǎn)要概述

為有效說(shuō)明高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備的故障診斷，本文將以某公司設(shè)計(jì)研發(fā)的高速無(wú)扭精軋機(jī)組為例。該機(jī)組設(shè)備中機(jī)架呈“V”字型相互垂直布置，整體剛性底座中裝有十架軋機(jī)，采用直流變頻調(diào)速電機(jī)負(fù)責(zé)為其集中傳動(dòng)。兩根齒輪軸輸出功率在位于增速箱輸入軸中的大齒輪的直接帶動(dòng)下，負(fù)責(zé)主傳動(dòng)[1]。而在齒型聯(lián)軸節(jié)的作用下，輸出軸有效聯(lián)接兩根傳動(dòng)軸，對(duì)兩側(cè)軋機(jī)提供驅(qū)動(dòng)作用。由于高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)具有較高的復(fù)雜性，并且具有轉(zhuǎn)速高、運(yùn)動(dòng)部件眾多且彼此相互關(guān)聯(lián)等諸多特性，因此一直以來(lái)也是運(yùn)維人員的關(guān)注重點(diǎn)。但由于在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行下，高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備中的部分零部件出現(xiàn)松動(dòng)、脫落或是老化、磨損等問(wèn)題，而容易導(dǎo)致機(jī)組設(shè)備出現(xiàn)各種故障問(wèn)題，因此需要工作人員及時(shí)對(duì)高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備進(jìn)行故障診斷，以便可以第一時(shí)間有效排除故障問(wèn)題，恢復(fù)高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備的正常、安全運(yùn)行。

2 高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備的故障診斷

（1）立傘齒輪故障。在高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，立傘齒輪故障是其較為常見(jiàn)的一種故障。其故障表現(xiàn)通常為進(jìn)行高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備點(diǎn)檢時(shí)，軋機(jī)整體出現(xiàn)較大振動(dòng)。此時(shí)工作人員通過(guò)對(duì)振動(dòng)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)獲得的檢測(cè)頻譜圖進(jìn)行分析，可知在出現(xiàn)振動(dòng)幅值最高峰值的位置處，一般會(huì)與立傘軸軸頻相對(duì)應(yīng)。但在高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，立傘軸的軸頻相對(duì)較小，即便出現(xiàn)振動(dòng)最大幅值，其頻率也多與軋輥軸軸頻相對(duì)應(yīng)[2]。因此可知此時(shí)高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備出現(xiàn)立傘軸失衡故障，受此影響軋機(jī)出現(xiàn)巨大振動(dòng)。例如有相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在立傘軸出現(xiàn)失衡故障的情況下，檢測(cè)得到的立傘軸軸頻振幅最大可以達(dá)到8.15mm/s，而規(guī)定振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)值則為4.08mm/s，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速則約為920r/min。根據(jù)后期工作人員對(duì)機(jī)組設(shè)備進(jìn)行停車(chē)檢修的結(jié)果可知，正是由于設(shè)備中立傘軸螺旋傘齒輪小端軸承隔離環(huán)內(nèi)孔，因軋機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，導(dǎo)致其和軸之間出現(xiàn)了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，進(jìn)而使得與之對(duì)應(yīng)的軸頸部位也出現(xiàn)了一定的磨損情況，最終出現(xiàn)了立傘軸失衡故障。此時(shí)檢修人員需要對(duì)磨損零部件進(jìn)行重新更換并規(guī)范回轉(zhuǎn)，從而有效解決這一故障問(wèn)題。

（2）增速箱軸承故障。在高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備中增速箱軸承故障也是其一大較為常見(jiàn)的故障問(wèn)題。其故障表現(xiàn)通常為增速箱在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)明顯較大振動(dòng)且伴隨巨大噪聲。例如有工作人員通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)單數(shù)架側(cè)自由端的振動(dòng)烈度最高達(dá)到了10mm/s，而規(guī)定限值則為5mm/s，即便在后期采取減速軋制的方式，振動(dòng)烈度也僅僅只下降了2.2mm/s，由此可知增速箱出現(xiàn)了故障問(wèn)題。此時(shí)工作人員通過(guò)采用專門(mén)的檢測(cè)儀器設(shè)備，并對(duì)獲取的頻譜圖進(jìn)行分析，可知在不同轉(zhuǎn)速中，均有若干幅值較高的頻率尖峰值。例如根據(jù)相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到1200r/min的情況下，最高峰值和頻率分別可以達(dá)到13.5mm/s與6600Hz。在該故障案例中，工作人員通過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算每一個(gè)軸系和軸系部件固有頻率，可以確定出具體出現(xiàn)損壞等故障問(wèn)題的軸承[3]。此時(shí)需要工作人員及時(shí)停機(jī)并解體增速箱，對(duì)其進(jìn)行全面精細(xì)的檢查。在檢查過(guò)程中，可知單數(shù)側(cè)被動(dòng)齒輪自由端單列滾子軸承外圈出現(xiàn)了明顯的斷裂現(xiàn)象，并且其斷裂位置位于增速箱上箱體和下箱體交接的位置處。因此工作人員通過(guò)及時(shí)對(duì)斷裂軸承進(jìn)行換新，并對(duì)輪系間隙進(jìn)行重新調(diào)整，在規(guī)范完成回轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)軋機(jī)增速箱的振動(dòng)問(wèn)題得到明顯緩解，振動(dòng)值噪音基本消失，即代表此時(shí)增速箱軸承故障問(wèn)題已經(jīng)基本排除。

（3）保護(hù)帽安裝故障。在對(duì)部分線材產(chǎn)品進(jìn)行軋制的過(guò)程中，有些軋機(jī)需空過(guò)，軋輥軸中使用保護(hù)帽加保護(hù)套代替安裝輥環(huán)。但在軋機(jī)高速運(yùn)行下，如果在安裝時(shí)保護(hù)帽與保護(hù)套不牢固或是出現(xiàn)安裝不當(dāng)?shù)葐?wèn)題，將會(huì)直接導(dǎo)致軋輥軸出現(xiàn)失衡問(wèn)題，進(jìn)而使得軋輥箱出現(xiàn)巨大振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)油膜軸承損毀等問(wèn)題。此時(shí)工作人員需要結(jié)合具體檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)軋輥箱振動(dòng)故障進(jìn)行有效確定。如在軋機(jī)加保護(hù)帽空過(guò)后的開(kāi)車(chē)軋制中，軋輥箱出現(xiàn)巨大振動(dòng)，振動(dòng)烈度超過(guò)7mm/s，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速則為930r/min。而在采取減速處理后，軋輥箱振動(dòng)烈度仍然在6mm/s以上，但此前軋機(jī)一直處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，因此可以判斷由于保護(hù)帽與保護(hù)套安裝不當(dāng)導(dǎo)致軋輥軸出現(xiàn)失衡的故障問(wèn)題。此時(shí)工作人員通過(guò)即刻停車(chē)檢修重新更換保護(hù)帽與保護(hù)套并進(jìn)行規(guī)范安裝后，再次啟動(dòng)軋機(jī)發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)恢復(fù)正常，軋機(jī)振動(dòng)幅值也降至標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，即故障排除。

3 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備中常見(jiàn)的故障問(wèn)題，工作人員需要結(jié)合設(shè)備的具體運(yùn)行特征，在對(duì)其故障表現(xiàn)進(jìn)行認(rèn)真觀察，并使用各種專業(yè)的檢測(cè)儀器設(shè)備以及檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確獲取高速無(wú)扭精軋機(jī)組設(shè)備的具體運(yùn)行數(shù)據(jù)后，對(duì)其進(jìn)行深入分析以便可以明確具體設(shè)備故障問(wèn)題和故障原因，從而更有針對(duì)性地進(jìn)行問(wèn)題解決，以便能夠及時(shí)排除故障，恢復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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