浦松，曲冬梅

（大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧　大連　116039）

SPM振動監(jiān)測系統(tǒng)在低速重載減速器軸承監(jiān)測上的應(yīng)用

浦松，曲冬梅

（大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧大連116039）

隨著材料技術(shù)及機(jī)械加工的不斷提高，工業(yè)設(shè)備不斷的向大型化方向發(fā)展，如何保證大型設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，減少設(shè)備故障停機(jī)及計(jì)劃維修造成的大量浪費(fèi)，本文詳細(xì)介紹了SPM振動監(jiān)測系統(tǒng)在低速重載減速器軸承監(jiān)測中的應(yīng)用，并對實(shí)際故障案例進(jìn)行了分析。

振動監(jiān)測系統(tǒng)；低速重載減速箱；軸承

隨著材料技術(shù)及機(jī)械加工水平的不斷提高，工業(yè)設(shè)備不斷的向大型化方向發(fā)展，隨之而來的是如何保證大型設(shè)備的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，其中低速重載減速箱由于運(yùn)行速度低，減速箱內(nèi)軸系復(fù)雜，運(yùn)行條件惡劣，因此對于減速箱軸承的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控一直是比較困難的問題，如何才能夠比較準(zhǔn)確及時的掌握減速箱的運(yùn)行狀態(tài)，并對軸承的使用狀況進(jìn)行有效的評估，盡量減少由于軸承問題所造成的設(shè)備故障成為了一個急需解決的問題。

另外，設(shè)備管理發(fā)展的趨勢是從事后維修（不壞不修）→計(jì)劃維修（按照計(jì)劃定期維修）→預(yù)防維修（按照設(shè)備狀態(tài)決定是否維修和維修程度）演變。

事后維修的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約短期成本，缺點(diǎn)是經(jīng)常性的故障停機(jī)導(dǎo)致設(shè)備效率大大降低，同時由于設(shè)備的故障停機(jī)還會帶來生產(chǎn)經(jīng)營方面的其他問題，這一維修模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的要求。計(jì)劃維修較事后維修前進(jìn)了一步，但隨著監(jiān)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)劃維修的缺陷日益顯現(xiàn)出來，設(shè)備突發(fā)性故障經(jīng)常發(fā)生，并且許多當(dāng)時不需要進(jìn)行維修更換的零部件也在計(jì)劃維修中被更換，造成了大量浪費(fèi)的同時也無形中增加了企業(yè)的成本。

預(yù)防維修利用現(xiàn)代科技，通過傳感器采集的大量設(shè)備信息來提前預(yù)知設(shè)備狀態(tài)，分析現(xiàn)有設(shè)備還能運(yùn)行多長時間，分析引起設(shè)備損壞的深層次原因，決定什么時候維修以及維修程度。雖然要短期投入監(jiān)測系統(tǒng)的成本，但可以有效避免非計(jì)劃停機(jī)的問題和維修過度的問題（不該修的不要修）。

1　振動監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成

1.1系統(tǒng)概述

在此方案中我們?yōu)閮膳_減速器安裝了SPM的42000系列沖擊脈沖傳感器用于測量減速器中各個滾動軸承的運(yùn)行狀況，并通過全在線振動分析系統(tǒng)對各點(diǎn)的軸承狀態(tài)進(jìn)行分析。

SPM振動監(jiān)測系統(tǒng)具有如下的功能：

（1） 智能診斷故障原因，對位移、加速度、速度、歪度、峭度、4個等級摩擦量以及不平衡、不對中、松動、軸承故障、轉(zhuǎn)子斷條等30多項(xiàng)參數(shù)與征兆獨(dú)立評估，分別給出“綠、黃、紅”狀態(tài)指示，實(shí)現(xiàn)智能專家診斷；

（2） 針對設(shè)備工況的復(fù)雜性，對于變速設(shè)備、載荷變化較大的設(shè)備，可根據(jù)轉(zhuǎn)速和載荷的變化量預(yù)先設(shè)定設(shè)備不同工況下的不同標(biāo)準(zhǔn)；

（3） 根據(jù)設(shè)備的多樣性，有時設(shè)備總體振動不大，但是短時工作后便造成事故停機(jī)現(xiàn)象，“EVAM”根據(jù)30多項(xiàng)參數(shù)的趨勢變化可以捕捉設(shè)備的故障原因，并報(bào)警提示；

（4） 根據(jù)設(shè)備的基本參數(shù)和正常狀態(tài)下的參量，形成適合該設(shè)備的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而為設(shè)備后期更準(zhǔn)確判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；

（5） 內(nèi)置的“專家系統(tǒng)”和龐大的軸承庫，方便具有一定專業(yè)知識、習(xí)慣用頻譜來分析設(shè)備故障的管理人員來判斷如不平衡、不對中、松動、軸承故障、轉(zhuǎn)子斷條等等故障。

1.2系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：

在此項(xiàng)目中現(xiàn)場軸承振動測量采用的是沖擊脈沖技術(shù)，該技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

（1） 該技術(shù)簡單易用，只須在軸承座上安裝沖擊脈沖傳感器，系統(tǒng)會直接給出軸承運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)值及國際標(biāo)準(zhǔn)的“綠、黃、紅”狀態(tài)指示，同時給出：

① 專利的LR/HR?技術(shù)，給出強(qiáng)沖擊與平均沖擊指標(biāo)；

② 狀態(tài)代碼Code（A為最佳，B為干磨擦，C為輕度損傷，D為嚴(yán)重?fù)p傷）；

③ 潤滑狀態(tài)代碼LUB（油膜厚度：0，1，2，3，4…）；

④ 損傷程度值Cond（＜30為輕度，30～40為中度，＞40為重度）；

⑤ 它包括一個龐大而豐富的軸承庫，以及專利的 LUBMASTER 軸承潤滑壽命分析模塊［1］。

（2）沖擊脈沖技術(shù)的優(yōu)勢是其獨(dú)特設(shè)計(jì)的沖擊脈沖傳感器，僅對軸承運(yùn)轉(zhuǎn)、齒輪嚙合時產(chǎn)生的瞬態(tài)沖擊做出反應(yīng)，而對其它低頻振動的干擾不作反應(yīng)，因此可以得到純凈的早期信號。對沖擊脈沖信號進(jìn)行頻譜分析，即專利的SPM Spectrum TM，具有其他常規(guī)帶通濾波、包絡(luò)技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，可得到極為清晰的頻譜圖。

（3） 系統(tǒng)內(nèi)置的TLT自檢功能，自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接質(zhì)量和硬件品質(zhì)，保證采集數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠；

（4） 系統(tǒng)可以同時接收在線或離線便攜式數(shù)采器的數(shù)據(jù)，進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理；

（5） 可以按企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備統(tǒng)一編號或自己編排的編號（任意）編輯測點(diǎn)名，方便查找；

（6） 可以根據(jù)管理人員的職責(zé)范圍來設(shè)定管理權(quán)限，真正做到職責(zé)分明；

（7） 對于問題設(shè)備或檢修設(shè)備處理的過程、方法和結(jié)論可在當(dāng)時的測定數(shù)據(jù)中加以注解，便于將來查閱、參考和制定恰當(dāng)?shù)奶幚矸桨福?/p>

（8） SPM-HD超低頻時域波形技術(shù)和彩色能量譜分析技術(shù)；

1.3系統(tǒng)的詳細(xì)配置

由于振動監(jiān)測系統(tǒng)軟件與上游DCS系統(tǒng)軟件存在兼容性問題，因此必須為振動監(jiān)測系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置一臺工程師站，用于系統(tǒng)組態(tài)及運(yùn)行監(jiān)控。系統(tǒng)詳細(xì)配置如表1。

表1　系統(tǒng)配置表

2　實(shí)際案例分析

以下是該項(xiàng)目實(shí)際的現(xiàn)場配置情況如圖1所示。

圖1　減速箱內(nèi)測點(diǎn)分布情況

其中一臺減速箱內(nèi)各個測點(diǎn)分布情況，其中測點(diǎn)S02在減速器運(yùn)行過程在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了沖擊脈沖值升高的現(xiàn)象，并在出現(xiàn)升高現(xiàn)象5天后達(dá)到報(bào)警值如圖2所示。

圖2　測點(diǎn)S02沖擊脈沖曲線圖

圖3　測點(diǎn)SO2頻域信號曲線

圖4　測點(diǎn)S02時域信號曲線

通過比對報(bào)警后連續(xù)兩天內(nèi)S02測點(diǎn)的頻域信號與時域信號（詳見圖3，圖4），發(fā)現(xiàn)在頻域信號曲線中1倍頻（1階次）水平值HDesv約670，2倍頻（2階次）水平值300，5倍頻，11倍頻出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)“山型”，疑似軸承故障頻率，水平值較高；23倍頻、35倍頻、46倍頻均出現(xiàn)典型頻譜，發(fā)生位置疑似齒輪嚙合頻率，但水平值較低，屬于正常范圍。

時域分析：時域信號出現(xiàn)成周期性的規(guī)則峰值，間隔時間正好為1轉(zhuǎn)時間（該出軸承的轉(zhuǎn)速為359 r/min）即為0.167 s；峰值水平值接近15 000HDesv，且兩側(cè)有邊帶毛刺產(chǎn)生，符合軸承內(nèi)環(huán)故障特點(diǎn)，同時還存在輕微不平衡的特征。

進(jìn)一步觀察2月28日的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)沖擊脈沖水平值升高，5.8階次、11.6階次軸承故障頻譜水平升高，23階次、46階次出現(xiàn)規(guī)則峰值。

綜上，根據(jù)該處軸承沖擊脈沖數(shù)據(jù)判斷此處軸承發(fā)生內(nèi)環(huán)故障。

設(shè)備停機(jī)后打開減速箱并檢查測點(diǎn)S02處軸承發(fā)現(xiàn)該軸承內(nèi)環(huán)出現(xiàn)剝落掉塊的現(xiàn)象，如圖5所示。

更換軸承后測點(diǎn)S02處的沖擊脈沖值及頻譜水平均恢復(fù)正常。

3　結(jié)束語

圖5　減速箱SO2測點(diǎn)出軸承內(nèi)環(huán)剝落的碎塊

通過實(shí)際的案例分析可以看出，SPM振動監(jiān)測系統(tǒng)采用其獨(dú)特的沖擊脈沖技術(shù)，在復(fù)雜工況下滾動軸承狀態(tài)監(jiān)測上具有較高的準(zhǔn)確性，對于大型重載減速箱的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義，該系統(tǒng)可以準(zhǔn)確的監(jiān)控減速箱內(nèi)滾動軸承的運(yùn)行情況，當(dāng)軸承出現(xiàn)先期故障時如果能夠?qū)ο到y(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析就可以比較準(zhǔn)確的掌握軸承的狀態(tài)，防止由于軸承故障所引起的系統(tǒng)故障停機(jī)，防止對系統(tǒng)造成更大的損壞。

［1］SPM product catalogue.

［2］ Condmaster Nova軟件使用手冊.

（R-03）

新型塑料鈔票 防偽防水技術(shù)高

世界上最早的紙幣是中國北宋時期四川成都的“交子”，而歐洲則是1661年瑞典銀行發(fā)行時才用上紙幣。目前共有兩百多種紙幣流通于全球193個獨(dú)立國家和地區(qū)中。作為歷史文化的載體之一，紙幣深深地扎根于人們的日常生活之中。

新型塑料鈔票 防偽防水技術(shù)高

然而，由于它的材質(zhì)是紙張，使用壽命有限，也不防水防潮，防偽標(biāo)識有限，因此不少貨幣換代的支持者都期望將紙幣換為塑料幣。英格蘭銀行，也即英國央行已在本月發(fā)行面值為5英鎊的塑料鈔票，采用新的印鈔技術(shù)嘗了一次鮮！

那么新款“塑料鈔”到底有哪些與眾不同之處呢？

首先，新版塑料鈔上印有英國前首相丘吉爾的頭像，并且采用了最新的防偽技術(shù)。其次，新鈔摸起來沒有了紙幣那種柔和感，反而充滿張力，不易變形，這意味著它在流通過程中更容易保持原樣，結(jié)實(shí)耐磨。破損的紙幣往往妨礙流通，但它則沒有這個問題。就算是不小心在新鈔上潑了一杯茶或咖啡，只要拿起來抖抖水，擦干后又是一張完好無損的鈔票。

與普通紙幣相比，塑料鈔的制作成本相對較高，但耐用系數(shù)是普通紙幣的2.0～2.5倍，整體上可以幫助節(jié)省貨幣流通的成本。同時塑料材料便于植入更多的防偽技術(shù)，防止偽鈔魚目混珠。

目前這種技術(shù)已經(jīng)在全球30多個國家被采用，澳大利亞在本月發(fā)行的5澳元的盲人紙幣，就借用新技術(shù)設(shè)計(jì)出了有透明帶的鈔票。新版邊角有兩個凸點(diǎn)，手指觸摸就能識別面值，這一改變讓當(dāng)?shù)?5萬盲人受益。

英格蘭銀行博物館館長詹妮弗·亞當(dāng)認(rèn)為，未來貨幣需要更復(fù)雜的防偽技術(shù)，例如在鈔票上增添更復(fù)雜的水印。而選擇一種合適的制作材料才能保證安全技術(shù)的順利嵌入。從紙幣過渡到塑料鈔，是一個自然演進(jìn)的過程，后者讓更先進(jìn)的防偽技術(shù)有了用武之地。此外，塑料鈔獨(dú)特的自作工藝也使它很難被模仿。

新版5英鎊塑料鈔票的發(fā)行意味著英國三百多年的紙幣流通歷史正式發(fā)生改變。2017年，英國還將發(fā)行帶有英國著名作家簡·奧斯汀頭像的10英鎊塑料鈔，2020年以前還將發(fā)行20英鎊塑料鈔。這意味著在英國塑料鈔將逐漸取代傳統(tǒng)紙幣，未來貨幣發(fā)行將走入新的歷史時期。

摘編自“中國聚合物網(wǎng)”

Application of SPM vibration monitoring system in bearing monitoring of low speed and heavy load gear reducer

Application of SPM vibration monitoring system in bearing monitoring of low speed and heavy load gear reducer

Pu Song, Qu Dongmei
(Dalian Rubber & Plastics Machinery Co., LTD., Dalian 116039, Liaoning, China)

With the continuous improvement of materials technology and mechanical processing, the development direction of industrial equipment is large scale. How to ensure the stable and reliable operation of large-scale equipment, reduce waste caused by equipment downtime and maintenance fault, this paper introduces the SPM vibration monitoring system in bearing monitoring of low speed and heavy load gear reducer, and analyzes the actual fault cases.

vibration monitoring system; low speed and heavy load gear reducer

TQ330.4

1009-797X（2016）20-0037-05

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.20.0013

浦松（1981-）， 男，工程師，主要從事石化產(chǎn)品的電氣設(shè)計(jì)及調(diào)試工作。

2016-06-29