轧钢机械振动故障的分析及诊断

　　摘要：轧钢机械长时间在生产运行中会出现各种故障，对设备的稳定运行、正常生产和产品质量产生不利影响。最常见的故障之一是机械振动，如不及时排除，将引发其他故障，导致轧钢生产质量、效率和安全性大幅度下降。因此，必须加强对轧钢机振动原因的分析研究，对所出现的问题及时处理，以保证设备的稳定运行。

　　关键词：轧钢机械;振动故障;诊断

　　引言

　　对于轧钢企业生产运作来说，原材料由钢坯到成品的一系列生产过程都离不开轧钢机械的支持，在这些生产流程中，轧钢机械设备的生产时间较长，生产强度较大，这也代表着机械设备很容易会产生故障。若轧钢机械出现故障问题时，技术人员不仅要根据原定的故障判断标准来分析设备的振动故障源，还要结合具体的振动数据分析机械设备出现振动故障的原因，确保故障问题能够针对其根源入手。由于轧钢机械故障问题会影响轧钢生产的效率与质量，带来严重的经济损失，因此对轧钢机械振动故障的成因进行分析，重点分析不同类型故障及其形成原因，也有助于以后设备管理和故障维修提供参考依据。

　　1.轧钢机械设备的振动故障分类和原因分析1.1 转子异常 振动转子的异常振动主要包括装配质量不足和轴弯曲。在轧制机械设备中，如果转子装配不当，就会发生转子的异常振动，导致设备负荷和设备工作温度特别是轴承温度不能保持稳定。最终会出现转子异常振动进一步加剧的现象，甚至会产生连接松动、脱落等问题，转子松动会进一步影响轴的稳定性，严重损坏转子和轴承，转子损坏时，频率难以保持稳定，进而导致设备损坏。转子装配质量不过关容易发生在每次大修后的试运转阶段。转轴弯曲也会造成转子异常振动，轧机的各级转轴的受力较大，冲击载荷也很大，容易过载造成弯曲，转轴弯曲后也会造成转子异常振动，转轴弯曲容易发生在停机待用期间。

　　1.2 电气故障引起的电机振动电机各相电流严重不平衡、转子条松动和定子线圈松动等电气原因都可能引起电机的振动。电气故障除了引起电机振动，一般还伴随着电机发热增大和工作温度升高，进一步恶化电气故障，引起更严重的电气事故甚至造成电机烧坏。1.3 齿轮机械振动作为重型工业设备，轧钢机械设备在运行中需要承受较大的压力，齿轮的受力较大且载荷冲击严重，久而久之发生齿面磨损、齿面点蚀甚至断齿的情况。上述问题会造成机械设备振动异常，进而影响齿轮的使用寿命和使用效果，最终对轧钢机械设备整体运行产生不良影响。

　　1.4 滚动轴承振动

　　在轧钢机械设备中，滚动轴承也是构成设备的主要部件，滚动轴承振动现象主要是由于过大的冲击载荷造成轴承的局部冲击点蚀和轴承游隙加大造成的，最终导致出现振动异常问题。

　　2 振动异常判断标准

　　2.1轴承振动数据分析

　　在滚动轴承或齿轮振动数据的采集过程中，通常通过安装传感器组件来获取振动数据，但这种数据采集方式效果不是很好，而且当轧机运行效率较低时，传感器的灵敏度会有所不同，可能导致数据分析出现偏差。对此，技术人员在分析轴承振动时需要考虑以下几点：其一，需要通过动态化的方式进行数据监测，掌握轴承的磨损状况，通过涡流传感器来监测轴承的缝隙变化，了解轴承在运作期间是否存在磨损现象，以及磨损的严重程度等，自动过滤处理故障问题;其二，动态转速检测。需要进行动态化的转速检测工作，一般的轧钢机械设备振动故障监测都会随机选择故障信息，这种方法可能会程序爱你分析误差问题，技术人员在数据分析中需要通过涡流传感器及同步探头部件实现动态化的故障问题检测;其三，数据的综合分析。在数据综合分析方面，需要明确故障问题的来源，对特征数据进行处理，及时发現故障并解决故障。

　　2.2轧钢机械设备状态识别

　　对于轧钢机械设备来说，在运作期间的状态一般有三种类型，分别为稳定状态、空载状态、冲击状态。工作人员在轧钢机械设备运作状态分析过程中需要收集各种数据信息，在数据信息收集完成后还要进行对比和分析，合理判别轧钢机械设备的运作状态，并且要过滤掉不完整的数据，确保数据的可比性，帮助人员掌握设备的运作状态。

　　2.3三种判断标准

　　(1)相对判断主要采用时间轴作为判断的基础和参照。一般以集中控制系统在线监测的振动值的变化趋势为基础，结合振动值升高的速度和突变速度进行诊断。相对判断可以用来判断齿轮磨损和轴承磨损等不断积累的故障，适合对保养过程的故障趋势进行预测和提前预防。

　　(2)类比判断主要采用相同或相似的振动值和振动频谱为基础来进行对比分析。一般以测振仪测出的振动位移、振动速度、振动加速度和振动频谱作为依据，对比振动值的大小和频谱成分。类比判断适合进行设备制造质量优劣判断和运行过程造成的故障部位进行精确定位。 (3)定量判断主要采用测定的设备振动值和频谱自身的量进行分析。一般与振动标准推荐值进行对比。定量判断适合判断齿轮断裂、轴断裂和轴弯曲等突发故障。

　　3.设备振动的管理和维护 3.1控制好设备的零件及安装精度 在设计加工机械设备过程中应当尊重实际需求，做好每个零部件的设计和加工，然后在具体施工中坚持以图纸内容为依据进行加工。当所有加工工作结束后可以装配轧钢机械设备，对各个环节的精密度加强控制，保证精确地安装好各个零部件，避免发生安装失误、顺序错乱等问题，保证装配精度和装配质量。 3.2对设备中的重要零件状态实时监测

　　可以利用传感器等监测重要轧钢机械设备的振动情况，比如在设备终端执行件、减速机和轴承安装位置等各处安装监测设备，保证第一时间发现设备的振动异常情况并且及时采取处理措施，避免产生严重的后果。在安装好监测设备后可以对正常运行和停机状态下的振动情况实时监测，由传感器将测量的实际数据传输到集中控制系统，若出现异常振动由控制软件给工作人员提示，让工作人员根据监测到的数据对具体振动情况进行判断，实现振动源高效快速、准确地定位，采取有效的控制振动的措施。 3.3做好定期维护工作

　　在实际生产过程中需要定期维护和跟踪轧钢机械设备的运行状态，这和定期维护修理有着异曲同工之处，主要是优化升级轧钢机械设备，保证机械设备运行状态始终维持在良好状态。通过定期维护轧钢机械设备可以及时发现设备运行中存在的问题并且快速采取解决办法，同时定期维护能够达到预防设备发生故障的效果，提升机械设备运行可靠性和稳定性，将发生问题的概率大大降低。合理的开展定期养护能够延长设备使用寿命，实现设备运行优化。相关维护人员和管理人员在实际开展轧钢机械设备维护管理工作时，需要定期维护，将周期性维护的方案落到实处，同时灵活调整维护方案，根据实际操作情况做好设备常规检测。如果设备运行中出现了意外情况，可以临时指定维护方案处理未预见的问题。

　　结语

　　在轧钢生产中，轧钢机械起着重要的作用，而轧钢生产离不开机械设备的配套。但轧机振动故障影响生产效率和质量，这就需要对机械振动故障进行全面分析，找出故障原因并加以控制。轧机振动故障的诊断和解决是轧机管理和维修的关键问题。需要进一步完善轧钢机械振动故障的判断标准，分析机械振动故障的具体特征，建立故障诊断专家系统，加强故障判断和解决能力，支持轧钢机械的稳定运行，并进一步提高轧钢机械的功能性，保证轧钢企业的生产效率。

　　参考文献：

　　[1]邓哲.轧钢机械振动故障原因探析[J].工程技术研究，2017，(10)：122+141.[2]杨龙彬.轧钢机械振动故障原因探析[J].科技经济导刊，2016，(19)：78-79.[3]李波.轧钢机械振动的原因分析与故障处理探讨[J].冶金管理，2019，(11)：61-62.

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