振动诊断技术在选矿设备上的应用案例

何凤英

(鞍钢集团有限公司教育培训中心，辽宁 鞍山 114000)

0 引言

球磨机和除尘鼓干风机是选矿的关键设备，受运行条件、使用维护、制造与安装误差等诸多因素的影响，运行中会产生多种故障导致不能正常工作,如不能及时处理，甚至造成重大设备事故而影响生产。因此必须准确把握设备状态、预知设备故障问题，实践证明实施振动状态监测和故障诊断，是行之有效的最常用方法。

1 某厂大球除尘作业区2#鼓干风机振动诊断案例分析

鼓干风机是大球除尘作业区关键设备，其电动机和风机工作转速为1 000转/分钟，轴承均为滚动轴承。图1为2#鼓干风机及其设备简图、测点布置示意图。为确保设备安全可靠运行，定期对其进行温度与振动监测。1月15日，对设备进行振动测试，测量结果见表1。

图1 设备简图、测点布置示意图

表1 鼓风机振动测试结果

图2 测点②水平方向振动速度的频谱

由表1中测量结果可知：该设备电机水平方向振动的位移与速度幅值较大，加速度振幅很小。其中测点②水平方向振动速度最大，达4.68mm/s，参照ISO2373振动速度诊断标准，判断电机可能存在长周期故障隐患。

图2、3分别为电机驱动端(测点②)水平方向和垂直方向振动速度的频谱，图4为电机驱动端轴心轨迹。

图3 测点②垂直方向振动速度的频谱

图4 电机驱动端轴心轨迹

综上所述，由振动方向性特征、频谱特征、轴心轨迹，确定电机存在不平衡故障隐患。但还没有形成明显故障，建议缩短监测周期，密切关注趋势变化，适时维修，消除不平衡隐患，避免设备长期在此状态运行引起设备劣化、形成故障。

2 某厂6#球磨机振动诊断案例分析

球磨机是某厂二选车间关键设备，电动机转速200转/分钟，功率3 000kw，小齿轮齿数Z1=21。一段时间以来，6#球磨机振动增大，图5为6#球磨机及其设备简图、测点布置示意图。

图5 球磨机设备简图、测点布置示意图

1月17日，对设备进行振动测试，测量结果如表2。

表2 6#球磨风机振动测试结果

由表2测量结果可知：该设备齿轮箱Ⅰ轴振动速度幅值较大，参照ISO2373振动速度国际标准，判断球磨机齿轮箱运行处于较差状态。

图6和图7分别为测点③垂直方向振动位移和速度的趋势图。

图6 测点③垂直方向振动位移的趋势图

图7 测点③垂直方向振动速度的趋势图

图8、9分别为测点④垂直方向振动位移和速度的趋势图。

图9 测点④垂直方向振动速度的趋势图

由图6、8的两测点位移的趋势图可知，设备的振动位移没有发生明显变化，不存在低频类故障迹象。从图7、9两测点的速度趋势图可以看出，设备的振动速度呈现逐步上升趋势，处于较差运行状态。

图10、11分别为小齿轮远离电机端(测点④)垂直方向振动速度的频谱图和时域波形图。

齿轮啮合频率：fm=z1f=3.33×21=69.93Hz。在频谱图10中出现的主要频率70Hz与齿轮的啮合频率69.93Hz非常接近，并伴有少量较小幅值的3.5Hz的边频带(小齿轮轴回转频率为3.33Hz)，同时出现齿轮啮合频率的低次谐波；时域波形图11显示没有明显冲击现象。根据以上振动特征，结合齿轮故障的振动诊断理论，怀疑小齿轮出现磨损或点蚀现象。

鉴于振幅较大且有明显增大趋势，建议应缩短监测周期，密切关注设备振动趋势变化情况，同时加强设备维护，改善齿轮润滑，以避免事故发生。

3 结语

高度机械化、自动化、连续化的矿上机械设备，正向着高效率、高强度、高性能的方向发展，及时准确地发现设备故障及故障先兆，实现设备从事后维修、定期维修到视情维修的根本转变尤为重要。振动监测诊断与趋势分析，正是这样一种把握设备运行状态、判断产生故障的部位和原因、并能够预测预报设备未来状态的诊断技术。利用这一技术，可在早期有效的发现故障隐患、后期有效的抑制故障，从而实现对设备的预知维护和维修，保证设备安全高效运行，实现生产的可持续发展。