煤场机械振动信号收录方式

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机械故障诊断学是一门近二十年内发展起来的新学科．是现代化设备维修技术的重要组成部分．并且正日益成为设备维修管理工作现代化的一个重要标志此项技术的应用主要是对确保机械设备的安全、提高产品质量、节约维修费用以及防止环境污染起着很重要的作用。机械设备的振动监测与故障诊断(简称振动诊断)是应用最普遍、最基本的诊断技术。机器运行过程中发生异常时．一般都会伴随着振动的变化据统计．约有60％一70％的机械故障会通过振动和由振动辐射出来的噪声反映出来。根据对振动信号测量、分析、识别及处理，就能在不停机、不解体的情况下对机器故障定位．了解故障原因及恶化程度．避免故障的发生．减少非计划停机．确保机能率．最大限度地提高机器使用的综合效益在机械故障设备的的状态监测和故障诊断技术中有多种方法可使用。例如振动监测技术、油液分析技术、红外测温技术、声发射技术、无损检测技术等其中振动监测技术是普遍采用的基本方法．因为振动的理论和测量方法都比较成熟．且简单易行振动测量和信号分析一直是作为预知维修的主要手段．各行业设备部门要开展这项工作一般都是从这二方面起家的振动监测技术就是“对设备的振动信号进行检测、分析处理．故障识别和预报的一种技术”

1简易诊断与精密诊断

设备的状态监测技术是指对设备(部件、零件)的某些特征参数进行测试．并根据所得测定值与规定的正常值来作比较以判断设备的工作状态是否正常或异常(存在故障)，也称为简易诊断。设备故障诊断技术则不仅要对机器设备的状态是否正常作出判断．更重要的是对机器故障的原因、部位及严重程度作出估计。故称为精密诊断。目前比较普及的还是简易诊断(状态监测)．而精密诊断真正用于生产还是少数．而且主要用于高精尖设备上这一状况欧美和日本都一样，具有普遍性。这表明简易诊断比较成熟，简便易行，而精密诊断还属于一种开发性技术．尚不够成熟。另外精密诊断的费用也比较高，需要精密的仪器．要由经过专门训练的工程师来进行．所以只在重要的设备上进行这一点对我国开发推广诊断技术时值得注意当前应该把重点放在普及简易诊断或状态监测上同时积极开发精密诊断技术．使它尽快达到使用水平。据有关资料统计，利用简易诊断仪器可以解决设备运行中50％的故障。由此可见．简易诊断在设备管理与维修中的重要作用

2适用煤场机械振动的监测方法

一台设计得很好的机器它的固有振级也很低。但当机器磨损、基础下沉、部件变形时．机器的动态性能开始出现各种细微的变化：轴变得不对中．部件开始磨损，转子变得不平衡，间隙增大。所有这些因素都在振动能量的增加上反映出来因此．振动加剧常常是机器要出毛病的一种标志．而振动是可以从机器的外表面测到的。

过去．设备工程师根据经验靠手摸、耳听来判断机器是否正常或其故障是否在发展但今天机器的转速很高．许多起警告性的振动出现在高频段，因此，只有用仪器才能检测出来。做法是：在机器运行良好的状况下．具有一个典型的振级和频谱特征。而当机器的故障在发展的时候．机器的动态过程以及机器零件上的一些作用力也随着变化．从而影响机器的振动能级和频谱的图形。通过这样的振动的测量和分析．我们可以知道机器的工作状态的变化以及是否需要维修。煤场机械特别是输送皮带很多很长．停开机又很频繁．作为电厂的生命线．对它的维护监测尤为重要。对皮带的监测要通过现场作业人员的巡视来满足。而对电机、电动滚筒、轴承等的监测则必须依靠更先进的手段才能完成目前我厂监测旋转机械的监测工具有小神探接触式测振义，同时可以监测振动频率、加速度和位移量，再配上一把红外测温枪．来监测运行机械的温升．从而构成对机械运行状况一个很好的监测体系。下面主要介绍对主动滚筒轴承的监测方法：滚动轴承因故障引起的冲击振动由冲击点以半球面波方式向外传播．通过轴承零件、轴承座传到箱体或机架。由于冲击振动所含的频率很高．每通过零件的界面传递一次，其能量损失约80％。因此，测量点应尽量靠近被测轴承的承载区．应尽量减少中间传递环节．探测点离轴承外圈的距离越近越直接越好因而．我们监测的重点部位也就落在了轴承座上。由于我厂上煤采用的是斗轮机作业．覆盖在皮带上的煤量不是绝对的均匀．加上托辊间存在间隙．原煤在自重的情况下会带给输送系统一个类周期的应力作用．再者，皮带也要在相当的拉应力下才能正常作业．因此．作为这些力的直接承受者——轴承座，它受到的是一个很复杂的应力系统具体受力情况如图1—1所示。但由于轴承座水平放置，且为梯形台包围，C点位置为基座，难以采集数据．B点和C点的合力作用点也同样有梯形台包围，远离轴承，数据失真严重．因此采集数据的重点放到B点位置，同时为了更好地监测整个系统的稳定性．决定补充与B点相对的外侧点作为C点的补充测量点。基于安装精度以及制造精度的限制．对轴向上的测量也必不可少有大量的事实证明，由于轴向上的磨损导致机械异常情况的比例越来越高。同时．测温枪测量的位置也在图1—2所示中的D点位置，以监测轴承座里面的摩擦温升以及润滑油的温度变化，很多时候，由于长期没有更换润滑油，润滑油日久变质，影响正常的润滑作用，这同样也是造成机械异常的另一重要原因。

3数据分析

煤场皮带很多．不可能对每一条皮带都作出详细的分析，下面就以109PB为例来说明具体的振动情况。之所以选择109PB来分析，是因为该皮带有一段倾角为18o的斜坡要爬升．受力情况更为复杂．也更具代表性。而数据的采录也有一定的要求，因为摩擦磨损是个缓慢的过程．测量时可以适当的隔开测量时间，下列数据就是在相隔l0天，也就是一个运行周的时间测量所得．更具代表性和真实性．同时采录数据时输煤皮带均在额定状况下运行。用于滚动轴承简易诊断的判定标准大致可分为以下三种。

(1)绝对判定标准绝对判定标准是指用于判断实测振值是否超限的绝对量值。

(2)相对判定标准相对判定标准是指对轴承的同一部位定期进行振动检测．并按时间先后进行比较．以轴承无故障情况下的振值为基准．根据实测振值与该基准振值之比来进行判断的标准。

(3)类比判定标准类比判定标准是指对若干同一型号的轴承在相同的条件下在同一部位进行振动检测．并将振值相互比较进行判断的标准。需要注意的是．绝对判定标准是在标准和规范规定的检测方法的基础上制定的标准．因此必须注意其适用频率范围．并且必须按规定的方法进行振动检测。适用于所有轴承的绝对判定标准是不存在的．因此一般都是兼用绝对判定标准、相对判定标准和类比判定标准．这样才能获得准确、可靠的诊断结果。由于第三种判定方法较为繁琐，不适用于运行人员的即时监护．因而目前我厂大多采用前两种判定方法．较为直接明了．实时l生较强通过以上的数据说明．内侧点B的径向振动明显比A、C点要大，而且走向明显快于其他两个位置．这是由于该点承受着较大的应力作用．磨损情况快于其他受力小的地方．证实了上面的理论分析。从图1—3更能看出三个地方的振动曲线逐渐趋于发散，也就是说明磨损的程度在逐步加剧．也与摩擦磨损的过程相吻合。查规程知道109PB的皮带机转速为1480r／min，减速机传动比为31．5，那么对应的主动滚筒转速为47r／min．对应的滚动轴承振动值限额为0．12mm．可以看出径向上的振动值都远在这个限额值之下．由此可以断定机械处于稳定的工作状态中。轴向上的振动也较大，这是由于受到制造工艺与安装精度的限制．很难保证轴在轴向上不发生窜动．致使在轴向位置点测量的振动值都很难保证一个稳定的数值，基本上都是在一个范围下周期波动。通过长期的观测．这种情况在107PB上表现得尤为明显．主动滚筒每转一圈．振动值就会周期波动一次．振动范围在O．039ram一0．07lmm之间循环摆动．这种波动方式对机械的磨损较为严重，因此对这条皮带轴向的长期监测显得尤为重要查数据知道轴向上的振动限额为0．16mm．所测量到的振动值都在这个限额之下，但变化波动较大，由此可以认定该机械在轴向位置上处在较为严重的磨损阶段至于温度对振动的影响在这里并不是表现得很明显．这是因为应用温度来监测机械状态存在一个很致命的缺点．就是当温度有明显的变化时．故障一般都达到了相当严重的程度．因此无法发现早期故障。同时对滚动轴承的温度测量虽然简单．误差一般较大，跟环境也有很大的相关性．因而这种方法目前已逐步转变为对滚动轴承的辅助监测诊断手段。

4总结

由于整个输煤系统设备较多．布置范围较广．目前我厂运行值班人员大多都只是停留在对设备的看、听、嗅、摸的监控状态，这些监测手段都只是局限在设备已经发生故障的情况下才能有效地发现问题．而隐胜磨损的状况就很难被发现．往往如果能够早些了解设备的状况．很多事故就可以得以避免通过对运行设备振动情况和温度的监测．就能弥补这一不足．让运行人员在设备磨损过程当中也能很好地掌控设备的健康状况．通过对振动情况的简单分析，对磨损较为严重的设备加以重点监控．必要时立刻通知检修处理，消除因磨损造成的故障和隐患，就能很好地保障输煤系统和锅炉机组的安全运行。