轧钢机械设备振动原因浅析

袁国静

（河钢股份有限公司承德分公司、河北省钒钛工程技术研究中心，河北 承德 067000）

作为企业生产运营中的重要组成部分，轧钢机械设备发挥着重要的价值和作用。设备运转的过程中会受到多种因素的影响出现振动的现象，对机械设备的使用寿命和生产工作的开展带来一定的负面影响，针对这种情况要采取相应的措施，选择合适的机械设备，消除振动源，及时进行维修和养护，优化管道系统，只有这样才能确保机械设备的正常运行，为轧钢企业的健康发展奠定坚实的基础。

1 轧钢机械设备振动含义和危害

1.1 轧钢机械设备振动定义

轧钢机械振动是指一个物理量或者一个物体在运动变化的过程中保持着一种重复的运动变化，轧钢机械的零部件或者机身等机械结构在反复的重复运动，就是在进行机械振动。轧钢机械设备不停地振动会加剧磨损零部件，会使得机械不能正常的进行运转，也会使机械本身老化，对机械造成伤害，缩短轧钢机械的使用时长。下图为振动方向概图。

图1 振动方向概图

1.2 轧钢机械设备振动产生的危害

轧钢机械设备振动会对机械本身产生很多损害，轧钢机械设备在工作中频繁的振动，会导致机械设备不能正常作业，或者是做出的钢材质量不合格。例如如果是机械中的精密仪器部分进行振动，则精密仪器不准确了，会导致做出的钢材有误差或者表面粗糙，都是不合格的，另外，机械振动也会使其他零部件发生磨损，还有可能会造成整体机身的损坏，进而缩短轧钢机械的使用寿命。并且机械设备的运转中频繁的振动会造成噪音污染，损害工作人员的听力和身体健康，也不利于企业的长期稳定发展。

2 导致轧钢机械设备振动故障的原因

2.1 轧钢机械设备振动常见故障

常见故障可分为：转子不平衡，转子未对准，基座或组件松动，转子和定子摩擦，感应电动机振动，滚动轴承故障，齿轮机构振动等。使用振动监测技术可以更准确地诊断这些常见的机械故障。

转子不平衡是旋转机械中最常见的故障之一。出现不平衡的原因很多，例如由于安装不良，配合松动，轴弯曲变形，加工和制造错误以及长期运行期间的不均匀磨损而引起的偏心。转子不对中是指转子的中心与轴承或多个转子的中心。系统中每个转子的轴都未对准，这也是旋转机械的典型故障。基础或装配松动经常伴有不平衡，并且显示出非线性振动特性。基座松动引起的振动方向的特征是显而易见的，并且垂直方向的振动非常强。摩擦振动是频率范围较宽的非线性振动。除基本频率外，还有谐波分量，例如2 倍，3 倍以及1/3 和1/2。

2.2 设备精度保持性

设备的精度会随着时间的流逝而改变，轧钢设备在初期运行的时候，是安全稳定的，但是慢慢的随着振动的频率变化，轧钢设备的精准度发生变化了，就会出现零部件的磨损，轴承的磨损细微不容易被注意到，应及时监测。另外，轧钢机械对环境有着严苛的要求，高温或者高压都会影响轧钢机械的运转，过高的负载能力也会影响轧钢机械的运转，工作人员在检测的过程中，稍有不慎就会忽略出现的小问题，就会出现零件磨损问题，从而影响轧钢机械设备的使用，设备的转动和定位精度都变了，轧钢机械设备的振动力也会发生改变，导致钢材不符合要求。

2.3 零件磨损

轧钢机械设备有可能出现磨损的情况不一，轧钢机械设备的振动力也会发生不同的改变，严重会影响钢材的质量。如果重要的零件出现磨损问题，严重的情况会导致设备没有办法正常运行，振动力的改变也会影响轴承和齿轮的配合，影响轧钢机械设备的使用。轧钢机械中的中心零部件是轴承，负载能力增大或者运行的环境不适宜，都会导致轴承不能正常工作，偏移位置，导致在轴承运转的过程中回转精度失准，不符合设定值，另外，磨损性过大，齿轮在运转的过程中会使减速器发生改变，齿轮在运行的时候内部啮合传动齿轮的精准度也会发生改变，会使精准度下降，使得全部的轧钢设备偏移设定值，造成稳定性较差的结果，严重时会影响钢材的质量，使得钢材出现偏差或者返工。

3 轧钢机械设备的振动监测系统建设及主要功能

通过实时监测平整机主传动减速机器、横切切边减速机器和切头飞剪减速机器等轧钢机械的重要设备，使得轧钢机械在生产过程中，需要提高故障诊断效率，完善振动监测系统建设，使机械运转更加高效稳定。

（1）选择合适的系统传感器。加速传感器可以传递出检测系统的故障信号。轧钢机械本身振动故障都会有一个宽松的范围值，如果遇到转速低的情况，加速传感器就会感应不到振动故障，所以应该选择合适的系统传感器，进而更好的检测轧钢机械设备。比如，振动加速器是很难监测到轴承的磨损的，轴承的磨损是细小的，所以基本上使用涡流传感器，轴承的磨损是细微的变化涡流传感器就会感受到，然后监测出振动的故障。另外加速传感器和移位传感器连接在一起也是日常中经常操作的方法，这样可以保证传感器的范围变大，可以快速的找到正确的故障位置。其次传感器需要根据实际情况进行安装，保证有效的检测机械故障，轧钢机械大型的设备一般会有200 个左右的传感器，通过不同的结构进行检测，保证传输正确的故障信号。

（2）系统硬件配置。数据的服务器、采集箱和工程师站占据着系统硬件的主要位置。系统结构分部化、网络化和模块化构成了监测系统的结构图，在日程的配置中，数据收集箱配备机械会有一个专门的机柜，可以实时的截取数据进行分析。

（3）系统的主要功能--状态监测。工作人员可以通过数字或者曲线来制作图表或者图片进行检测数据并反馈，这样不但通俗易懂，而且使维修人员可以更好地掌握数据，及时做好预防措施，保证轧钢机械设备的安全运行。

4 轧钢机械振动故障诊断方法

4.1 故障诊断流程

轧钢机械振动会出现几种不正常的振动方式，有齿轮的不正常转动、电机的不正常振动和转子的不正常振动，这些不正常的振动会导致轧钢机械设备的磨损以及非正常使用，会破坏机械的稳定性能和安全性能，所以要实时注意检查轧钢机械设备的各个零部件，按时检测轧钢机械振动的故障原因，确定故障所在位置，进行及时止损，确保轧钢机械的正常稳定运行。下面简单介绍下故障的诊断流程。在诊断故障的流程中，需要工作人员建立健全机械设备的诊断流程，做出清晰明了的故障诊断书，按照流程记录问题，优化故障诊断的效果。

维修管理人员按照故障诊断书里的内容记录轧钢机械设备的型号和位置，进行深入检测。另外，还需要维修管理人员了解熟悉轧钢机械设备的故障诊断标准，明确诊断数据，然后，确定机械的诊断目标，进行细致的分步诊断，最后，需要在物联网的技术应用下进行数据收集和分析，记录故障数据并和标准数据相比较，确定障碍的原因，得出结论应该采取的措施，将结果生成数据报告，为轧钢机械管理提供范例和依据。

4.2 数据采集和分析

数据收集和分析是轧钢机械振动故障诊断的有效手段。在轧钢机械振动故障诊断中，数据起着非常重要的作用，数据是故障诊断的确认维修方式的凭据。这几年，我们国家的科技水平不断提升，数字化信息化应用十分广泛，在数字化时代中收集到的很多信息都可以通过物联网高科技进行集中加工分析成数据再进行精细分析，轧钢机械振动故障诊断有了技术平台，工作人员可以运用物联网进行数据分析和输送，可以提高诊断故障的效率。工作人员应该把轧钢机械设备的维护工作做的更加细致，运用高科技的技术在轧钢机械设备上安装感应器，可以实时监控数据，实时反馈数据，让相关人员了解轧钢机械设备的运转情况，及时监测，及时作出反应。

数据的采集和分析依托于物联网技术，工作人员利用高新技术监测数据，收集的数据在平台上进行分析处理，找出问题的所在，标明解决办法，这样维修人员通过数据就可以了解到轧钢机械设备出现了哪些问题，应该怎样解决怎样避免，使得轧钢机械设备可以安全稳定的运转。

4.3 故障结果导出

工业产品的质量和精度都取决于轧钢机械设备中震动故障的应对方法，在日常生活中，应该注重保护轧钢机械设备的正常运行，工作人员要按时检测轧钢机械设备的震动故障，运用高科技进行分析检测，预防事故的发生。工作人员检测轧钢机械设备振动故障时，要仔细认真的工作，确保将振动故障的原因了然于心，及时排除故障，确保设备安全稳定运行，保证工作人员的人身安全，找到振动的源头，分析发生的原因，进行多次检测，记录多次数据，形成书面报告，在以后的工作中规避这些故障问题，可以是日常工作更加周密，也可以有效的提高企业的工作效率。

5 结语

随着当前轧钢行业的不断创新发展，轧钢机械设备被广泛的运用在各个领域中并取得了良好的成效。轧钢机械设备的振动是指在设备运行的过程中所产生的往返运动现象，机械设备在发生振动之后会影响到生产工作的开展，严重的时候还会影响到轧钢企业的安全生产。就目前的情况进行分析，如果设备的振动在一定的范围之内那么对生产活动并不会造成大的影响，一旦产生比较大的振动就会影响到正常的生产活动，或者是对设备的本身造成负面影响，影响到设备正常的使用寿命，或者是产生较大的噪音污染，因此针对振动现象要采取有效的措施，只有这样才能确保机械设备的正常运行，促进机械设备工作效率和工作质量的提升。