某鋼鐵公司吐絲機(jī)診斷案例

楊雋　卓微科技

吐絲機(jī)是高速線材生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，某鋼鐵公司設(shè)備工程師反映該設(shè)備振動(dòng)超標(biāo)，尤其當(dāng)加工直徑較大的線材時(shí)，出現(xiàn)振動(dòng)超過(guò)規(guī)定值而導(dǎo)致連鎖停車，懷疑是吐絲頭不平衡所致。我們經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采集振動(dòng)數(shù)據(jù)和初步分析，排除吐絲頭不平衡故障，以下是現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)及頻譜：

測(cè)點(diǎn)布置如下：

圖1：

吐絲數(shù)據(jù)報(bào)表

設(shè)備名稱：吐絲機(jī)

設(shè)備編號(hào)：D-01

測(cè)點(diǎn)名稱：前端垂直

數(shù)據(jù)類型：速度，轉(zhuǎn)速：1250轉(zhuǎn)/分

時(shí)域圖：

頻譜圖：

圖2：

吐絲數(shù)據(jù)報(bào)表

設(shè)備名稱：吐絲機(jī)

設(shè)備編號(hào)：D-01

測(cè)點(diǎn)名稱：前端水平

數(shù)據(jù)類型：速度，轉(zhuǎn)速：1250轉(zhuǎn)/分

時(shí)域圖：

頻譜圖：

譜圖分析：上面四圖測(cè)量前端軸承座（距吐絲頭較近的）水平和垂直方向振動(dòng)速度，其主要振動(dòng)能量均表現(xiàn)在轉(zhuǎn)軸工頻的諧頻（上圖對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速為1250轉(zhuǎn)/分，工頻約為20.8Hz，其諧頻依次約為42Hz,62.5Hz,83Hz,105Hz……），工頻振動(dòng)能量不是太大。從這兩幅譜圖顯示前軸承存在一定的旋轉(zhuǎn)件松動(dòng)的現(xiàn)象，其原因可能在于軸承間隙較大所致，有時(shí)候這種現(xiàn)象是運(yùn)行參數(shù)所致，比如預(yù)熱不夠或熱平衡不足，在正常工作運(yùn)行工藝參數(shù)下會(huì)有所好轉(zhuǎn)。

圖3

吐絲機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)表

設(shè)備名稱：吐絲機(jī)

設(shè)備編號(hào)：D-01

測(cè)點(diǎn)名稱：前端水平

數(shù)據(jù)類型：加速度

時(shí)域圖：

頻譜圖：

圖4

吐絲機(jī)數(shù)據(jù)報(bào)表

設(shè)備名稱：吐絲機(jī)

設(shè)備編號(hào)：D-01

測(cè)點(diǎn)名稱：后端水平

數(shù)據(jù)類型：加速度

時(shí)域圖：

頻譜圖：

譜圖分析：上面四圖測(cè)量前后端軸承座水平方向振動(dòng)加速度，測(cè)量時(shí)軸轉(zhuǎn)速為1238轉(zhuǎn)/分，工頻約為20.6Hz,工作軸齒數(shù)為38，嚙合頻率約為20.6＊38約為785Hz。圖中前端水平振動(dòng)大于后端振動(dòng)，前后端都存在約785Hz的譜峰（前端更為明顯，其嚙合頻率譜峰為Z大）,并都存在著以工頻約20左右間隔的邊頻帶。該現(xiàn)象反映了齒輪嚙合情況不太好，原因可能由兩種，一種是齒輪磨損，一種是由于軸承狀態(tài)不好（間隙大），造成軸線偏斜，進(jìn)而出現(xiàn)嚙合不良。

診斷結(jié)論：從以上譜圖以及吐絲機(jī)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)了解情況綜合分析，工頻振動(dòng)雖然存在，但其值不大，占總體振動(dòng)的比例也很小，可排除不平衡故障。故障主要表現(xiàn)為存在松動(dòng)及齒輪信號(hào)，前端軸承存在松動(dòng)情況，齒輪嚙合情況不佳，軸承故障應(yīng)為主要故障，齒輪故障譜圖的出現(xiàn)估計(jì)是由于軸承松動(dòng)導(dǎo)致軸對(duì)中情況變差進(jìn)而導(dǎo)致齒輪嚙合不好形成的。因沒(méi)有歷史對(duì)比數(shù)據(jù)，暫時(shí)無(wú)法對(duì)齒輪故障嚴(yán)重度做出精確診斷。

結(jié)論：綜合以上，可以判斷，機(jī)組的主要故障原因?yàn)椴考蓜?dòng)故障。松動(dòng)部位在前端，請(qǐng)結(jié)合結(jié)構(gòu)清查。 

檢修建議：吐絲軸轉(zhuǎn)速達(dá)1000轉(zhuǎn)/分（電動(dòng)機(jī)約為650轉(zhuǎn)/分）以上后，振動(dòng)有效值逐漸達(dá)到和超過(guò)機(jī)械振動(dòng)額定注意值（約1.8um/s），現(xiàn)階段?故障發(fā)展期，故障情況不是非常嚴(yán)重。如生產(chǎn)情況不充許停機(jī)檢修，建議加強(qiáng)對(duì)軸承及齒輪的監(jiān)測(cè)，注意故障的發(fā)展，避免造成重大事故。如能停機(jī)檢修，建議調(diào)整前端軸承的安裝情況及軸的對(duì)中情況。

Z后反饋：

吐絲機(jī)內(nèi)吐絲管磨損嚴(yán)重造成間隙過(guò)大，形成松動(dòng)。更換吐絲頭后振動(dòng)正常。

感悟：

此案例診斷出了故障類型是松動(dòng)類故障，但沒(méi)有確診松動(dòng)的部位和部件，其主要原因是對(duì)設(shè)備的結(jié)構(gòu)不太了解，并不知道吐絲機(jī)內(nèi)還有吐絲頭這個(gè)零部件。因此，診斷工作要求充分的了解設(shè)備的方方面面。