轧钢机械设备的振动故障诊断分析

蔺学龙

（天津友联盛业科技集团有限公司_金属制品厂，天津 301500）

轧钢机械由于在运行当中的工作强度较大，是一种大型的旋转机械。加上设备本身比较复杂，就很容易出现振动故障，振动故障作为轧钢机械中较为常见的故障，对于设备的平稳运行和使用寿命都有着很大的影响。所以，要做好对轧钢的安全维护工作和运行时的管理工作。总之，要根据一定的判断标准来对故障进行提前诊断，从而做出应对措施，更好的指导轧钢机械设备的生产。

1 轧钢机械设备的振动故障标准分类

轧钢机械振动故障种类繁多，每种都有着较为显著的特征。根据这些故障振动性质以及振动方式的不同，可以将诊断故障分为以下几类。

（1）转子振动异常。在轧钢机械设备的运行中，转子的安装能够影响到设备的环境温度和负荷情况。如果转子在安装的过程中操作人员出现安装失误，那就就会让设备的环境温度产生剧烈浮动，最终转子出现振动异常，直接导致转子松动的现象，有时还会产生转轴松动，无论是哪种都会导致转子的损坏，严重的还会损坏轴承。总之损坏转子的频率会产生变化，相应的设备就会出现振动故障的现象[1]。

（2）电机振动故障。电机振动故障同样是由转子引起的，在工作人员安装转子的过程中，一定要注意转子的对称性，转子不对称，那么电子和转子的之间的电压就会极不稳定，设备也就不能稳定的运行。轧钢机械设备就会不断出现摩擦的现象，时间久了就会产生松动，最后出现异常，导致设备的振动故障[2]。

（3）齿轮机械振动故障。轧钢机械设备作为重型工业设备，工作时带来的压力是巨大的。在设备当中的齿轮机械如果缺乏定期的维护保养，长时间工作下就不能承受轧钢机械设备带来的巨大压力。具体表现为齿轮的波动幅度远远超过了齿轮本身的负载能力，齿轮表面短时间内就会出现磨损，降低使用寿命，严重的甚至还会出现断裂问题，齿轮出现故障，轧钢机械设备就会产生剧烈的诊断故障，无法良好运行。

（4）滚动轴承故障。滚动轴承也是轧钢机械设备中较为重要的构成，它外圈和内圈设计频率和实际通过频率一旦产生任何的不一致，就会导致设备的振动故障。

2 轧钢机械设备诊断故障的依据标准

在对轧钢机械设备振动故障进行检测诊断的过程中，主要运用三种方法来进行振动故障的诊断。分别是判断故障定量、相对故障判断以及类比方法。由于轧钢机械设备在运行的过程中会有着很多种的种类故障，因此有关的监测诊断人员单凭自己的经验理解去诊断是非常片面的，必须结合有关的实际情况和相关数据进行科学诊断。一般来说，工作状态、故障类型、轴承种类、实际转速以及检测装置的位置等差异都会对轧钢机械设备的诊断故障产生影响，所以在诊断的依据标准上，应该有着相应指标的判断。这种判断指标，就是在相应的时间内，对有着一样工作方式并且处在同一位置的轧钢机械进行相同的测试，再拿测量结果和正常的数据进行对比分析，就能够诊断轧钢机洗的振动故障程度。

3 轧钢机械设备的振动监测系统建设及主要功能

根据轧钢机械的整个产生过程，监测系统监测的主要对象就是轧钢机械的主要设备，包括但不限于平整机主传动减速机、横切切边减速机以及切头飞剪减速机等，通过对众多设备的监测，可以有效的诊断整个轧钢机械设备的具体故障。

（1）系统传感器选择。监测系统的故障信号一般都是通过加速传感器进行传播。而轧钢机械振动故障一般来说频率范围都比较宽，再加上转速比较低，所有加速传感器对于有些故障就不太敏感，这时就需要对传感器做出合理的选择，从而发挥监测系统的作用。例如，在轴承的磨损上，这种振动加速传感器是难以感受到的，所以一般采用涡流传感器，涡流传感器能够感受到因为磨损产生的间隙变化，从而就对于振动故障做出了监测。此外在实际的传感器选择上，有着一种加速传感器和位移传感器相结合的方法，可以将传感器的范围扩大，能够非常快捷并且有效的找到故障的真正原因。最后在传感器的运用上，根据设备的结构，在各个范围内都进行传感器的安装，一般情况下，大型轧钢机械设备能有着高达200个传感器，按照不同类型安装在设备的结构当中，可以提取准确的故障信号。

（2）系统硬件配置。在系统的硬件上，主要有着数据服务器、数据采集箱以及工程师站组成，具体的配置如图1。

图1 轧钢机械系统硬件组成

从监测系统结构图中可以看出，系统结构主要有着分布化、网络化以及模块化的结构。具体表现为数据采集箱配备机械和传感器，并且在实际配置上，每个数据采集箱还都会提供一个标准机柜，这是为了方便现场对于信号进行调试分析。

（3）系统的主要功能——状态检测。监测系统的运行过程中，能够通过数字、曲线的方式，然后利用一些绘图工具和图片库对于实时监测画面进行组态，能让有关人员对状态有着更好的直观感受，监测系统的画面如图2。

图2 监测画面的实时组态图

如果有些地方产生异常，不但会有声音上或者闪光的报警，系统还会自动生成显示故障状态的表格。工作人员通过以上的形式能够对于故障进行全面的诊断分析，对于设备的状态能够了如指掌[3]。

4 轧钢机械设备振动故障数据分析处理

在对于轧钢机械设备有着良好的诊断监测后，还应该做好对监测数据的分析处理，从而做好对整个轧钢机械设备振动故障的诊断工作。一般来说，在数据的分析处理上，有着以下三个步骤。①数据采集。首先就是要对于故障诊断的数据进行合理采集，采集的数据质量直接影响着工作人员对故障诊断的准确性。通过对系统的信号分析，来得到故障频率，接着再根据样本的采集频率来进行适当的改变，最终对于转速数据、事故数据以及原始数据都进行科学采集，从而诊断出具体的故障位置，以及故障所产生的原因。②数据分析。之后，就要利用数据对于一些设备构成进行不断地测量，比如利用涡流传感器对轴承进行不断地测量，通过轴承的圆度可以诊断出磨损程度，还可以利用频率分析进行设备的分析判断。③数据处理。在数据的处理上，可以通过齿轮的实时振动数据，以及轴承的滚动情况，来对轧钢机械设备的各种故障特征进行分析判断，并且要准确识别出轧钢机械的实时工作状态，从而及时的发现运行过中的故障特征，来提高轧钢机械设备的工作效率[4]。

5 结语

综上所述，轧钢机械设备振动故障有着很多种类，能够根据振动性质的不同划分为不同的种类。对于轧钢机械设备的故障诊断，应该先设立故障的诊断标准，接着建立起监测轧钢机械设备的监测系统，通过系统的有效检测诊断，对数据进行综合的分析处理，就能够在故障发生之前对于振动故障做出有效的诊断，保证轧钢机械设备能够正常工作，推动我国的工业化发展。