袁斯殷

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高清檢測技術(shù)對低壓供料器狀態(tài)監(jiān)控效果淺析

袁斯殷

Sodra Cell Monsteras紙漿廠是瑞典最大的紙漿廠之一，現(xiàn)以該紙漿廠1臺持續(xù)作業(yè)的煮漿設(shè)備為例，對其低壓供料器軸承狀態(tài)的檢測和監(jiān)控實施方法加以研究探討，以供借鑒。

通常，在生產(chǎn)過程中對此類設(shè)備的軸承狀態(tài)進行監(jiān)測并不容易，存在如下困難。

其一，約29r/min的低速運轉(zhuǎn)；

其二，壓力脈沖形成的高檢測值；

其三，軸承和軸承座需要在軸承保持器上進行軸向移動，為了實現(xiàn)這種移動，需要在軸承座和軸承保持器中間加上油脂，這會減弱軸承狀態(tài)信號。

然而，使用SPM高清檢測技術(shù)，并綜合分析軸承信號傳送至傳感器時的減弱規(guī)律，有可能實現(xiàn)對軸承狀態(tài)的準確監(jiān)測。此外，由于壓力脈沖會造成高檢測值，所以不能以基礎(chǔ)的檢測趨勢來設(shè)置警報裝置，而是要根據(jù)軸承的癥狀作出預(yù)警，從而對軸承狀態(tài)實施監(jiān)測。

只要把測試器安裝在進料器上，在檢測結(jié)果中就會顯示出清晰的外環(huán)模式。高動態(tài)和精確的檢測技術(shù)使軸承狀態(tài)檢測變得可行。當然，由于存在其他監(jiān)測因素的影響，軸承變化的實際檢測數(shù)值可能會比預(yù)想值略低。

項目實施背景

低壓供料器是工廠設(shè)計中蒸煮流程的重要組成部分。受益于低壓供料器和汽蒸槽的巧妙設(shè)計，工廠最新型蒸煮流程得以完善。其中，低壓供料器的作用是把木片從工序的入口推送到汽蒸槽，汽蒸槽內(nèi)的氣壓是入口處氣壓的2倍（圖1）。供料器里的轉(zhuǎn)子有5個刀片（圖2），轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速約為29r/min。

圖1　持續(xù)蒸煮設(shè)備的簡化流程

圖2　木片在氣壓作用下進出轉(zhuǎn)子示意圖

為了在供料器轉(zhuǎn)子出現(xiàn)磨損后能夠及時縮小轉(zhuǎn)子和供料箱之間的縫隙，低壓供料器中的軸承座采用了軸承在軸承保持器上可進行軸向移動的設(shè)計方案（圖3）， 通過轉(zhuǎn)動供料器非運行端轉(zhuǎn)輪，將圓錐轉(zhuǎn)子送入供料箱，從而實現(xiàn)縮小間隙的功能。

圖3　軸承及軸承保持器和軸承座裝配圖

實施目的及相關(guān)設(shè)置

根據(jù)SPM和Sodra Cell Monsteras之間供料器軸承狀態(tài)監(jiān)測的可行性分析，將選定測試設(shè)備安裝在Sodra Cell Monsteras工廠的低壓和高壓供料器上進行檢驗，最終對該檢測系統(tǒng)作出檢驗結(jié)論。

檢測系統(tǒng)配置如圖4所示，在供料器軸承座上安裝1套Intellinova Compact INS18在線系統(tǒng)和兩個沖擊脈沖傳感器，并安裝1個轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換器配合階次跟蹤檢測器的使用。

圖4　系統(tǒng)配置

狀態(tài)監(jiān)控設(shè)備檢測設(shè)置如下。

檢測時間：和FFT檢測時間一致；上限頻率數(shù)：100次；譜線：3200；增強信號的因素：5；檢測間隔：1h。

檢測過程及結(jié)論

低壓供料器的讀數(shù)由轉(zhuǎn)子的葉片數(shù)量及其諧波控制。此類典型供料器有5個葉片，檢測數(shù)值中可以看到相關(guān)脈動結(jié)果。某些讀數(shù)顯示外環(huán)（BPFO，軸承外環(huán)軌道損壞頻率）信號圖像如圖5所示（底部是BPFO信號趨勢）。

圖5　低壓供料器彩色頻譜

通過HDm/HDc趨勢和BPFO狀態(tài)趨勢圖（圖6）可以看到1條高水平且穩(wěn)定的HDm/HDc趨勢線，這些高水平是在轉(zhuǎn)子葉片進入和離開各自壓力空間時產(chǎn)生的。很顯然，軸承的故障無法借助HDm/HDc趨勢進行測算；而在對BPFO信號趨勢加以分析時，則不難發(fā)現(xiàn)：軸承的故障是可以比較明顯地體現(xiàn)出來的（在BPFO高值點可以發(fā)現(xiàn)外環(huán)軌道的部分金屬零件松動）。在趨勢線的高水平點顯示，外環(huán)軌道有部分是不牢固的。如果更多的部分松散，軸承就會產(chǎn)生鋒利的邊緣，BPFO趨勢線就會再次上升。如果滾軸可以緩解軌道的松動，則不會出現(xiàn)高檢測值。

圖6　HDm/HDc趨勢和BPFO狀態(tài)趨勢

綜上所述，雖然目前的軸承檢測水平相對較低，但是在添加其他的檢測因素后，卻可以極大的改變現(xiàn)狀。如圖7所示，對上述檢測系統(tǒng)要求更換的軸承進行現(xiàn)場檢修，在該軸承外環(huán)發(fā)現(xiàn)較大的碎片。

圖7　低壓供料器的非驅(qū)動端軸承

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