夏云飛，韓甦，王斌，葉勝利，俞軍

（浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310000）

狀態(tài)檢測(cè)是指用人工或儀器工具，對(duì)設(shè)備進(jìn)行周期性檢測(cè)，掌握其運(yùn)行狀態(tài)，判斷設(shè)備是否正常運(yùn)行的一種方法。狀態(tài)檢測(cè)的目的是在設(shè)備處于非正常狀態(tài)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性處理，控制和防止故障的發(fā)生。動(dòng)力設(shè)備是企業(yè)生產(chǎn)的核心所在，動(dòng)力設(shè)備故障會(huì)導(dǎo)致車(chē)間的大面積停產(chǎn)，損失較大，所以動(dòng)力設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)顯得尤為必要。

動(dòng)力設(shè)備中最多的就是電動(dòng)機(jī)，在各類(lèi)電動(dòng)機(jī)中，軸承是最易受到損壞的組成部件，軸承的運(yùn)行狀態(tài)是否正常，將直接影響到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，因此，軸承的狀態(tài)檢測(cè)顯得尤為重要。對(duì)于軸承的狀態(tài)檢測(cè)方法有很多，本文將著重介紹沖擊脈沖方法在軸承狀態(tài)檢測(cè)中的應(yīng)用。

1 沖擊脈沖技術(shù)簡(jiǎn)介

沖擊脈沖傳感器通過(guò)硬件和軟件的共同作用，確保在32kHz頻率共振，使得所取得的信號(hào)較常規(guī)的振動(dòng)傳感器取得的信號(hào)幅值大5～7倍。因此，當(dāng)軸承存在輕微故障時(shí)，沖擊脈沖就能夠撲捉到可靠的信號(hào)，沖擊脈沖一般可以提前3～7個(gè)月預(yù)知軸承故障。

我廠采用瑞典的SPM公司的Leonova設(shè)備故障綜合分析儀對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，可以通過(guò)HDc（是記錄在200脈沖/秒水平的沖擊脈沖值）和HDm（采樣期間獲得的沖擊脈沖信號(hào)最大值）兩個(gè)值來(lái)判斷軸承的損傷和潤(rùn)滑情況，通過(guò)頻率圖來(lái)判斷軸承的損傷位置。

根據(jù)HDc和HDm數(shù)值來(lái)判斷軸承狀態(tài)，檢測(cè)結(jié)果如圖1所示，圖1中A標(biāo)識(shí)潤(rùn)滑良好，軸承無(wú)損傷。B標(biāo)識(shí)潤(rùn)滑不良。C標(biāo)識(shí)軸承外圈有損傷。從三幅圖的對(duì)比可以明顯看出圖形的差別，從而可以判斷軸承的運(yùn)行狀態(tài)。

圖1 軸承不同狀態(tài)下的檢測(cè)結(jié)果

根據(jù)頻譜圖來(lái)判斷軸承損傷位置和情況，如圖2所示，是軸承外圈損傷時(shí)的頻譜圖，可以看出頻譜圖上數(shù)值較高的位置與軸承外圈的故障特征頻率全部對(duì)齊，充分說(shuō)明軸承外圈有損傷。

2 實(shí)際應(yīng)用

2.1 建立狀態(tài)檢測(cè)點(diǎn)

確定需要檢測(cè)的設(shè)備、檢測(cè)位置、軸承型號(hào)等信息，根據(jù)以上信息建立設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)點(diǎn)，如圖3所示，在軟件中輸入設(shè)備轉(zhuǎn)速、軸承型號(hào)等信息。

圖2 軸承沖擊脈沖檢測(cè)頻譜圖

圖3 SPM沖擊脈沖檢測(cè)軟件

2.2 檢測(cè)結(jié)果展示

對(duì)每臺(tái)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果將會(huì)顯示在軟件中，如圖4所示。HDc或HDm大于20會(huì)顯示黃色，大于35會(huì)顯示紅色。綠色代表狀態(tài)良好（圓圈），黃色代表警告（圓圈嘆號(hào)），紅色代表壞的狀態(tài)（小旗）。因此當(dāng)數(shù)值大于20時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)木S保措施。

圖4 沖擊脈沖檢測(cè)結(jié)果

2.3 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)設(shè)備進(jìn)行潤(rùn)滑

有了以上檢測(cè)結(jié)果，維修人員可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)性維護(hù)，在設(shè)備需要維護(hù)時(shí)，給予適當(dāng)?shù)木S護(hù)。針對(duì)一些數(shù)值較高需要維護(hù)的點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)，表1是潤(rùn)滑前和潤(rùn)滑后HDm和HDc數(shù)值的變化情況。

從表1中可以看出，以上振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)異常的部位通過(guò)潤(rùn)滑后，大部分部位的脈沖值和振動(dòng)值明顯下降，說(shuō)明潤(rùn)滑取得了效果。如果不能夠及時(shí)的掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，就不能對(duì)設(shè)備采取必要的潤(rùn)滑措施，如果設(shè)備在潤(rùn)滑不良的情況下繼續(xù)運(yùn)行，很有可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷，降低設(shè)備的使用壽命。

通過(guò)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，我們能夠及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)設(shè)備的潤(rùn)滑保養(yǎng)做出合適的決策，以彌補(bǔ)定期潤(rùn)滑存在的一些弊端。

2.4 故障診斷

巡檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)3號(hào)真空泵電機(jī)異響，電機(jī)前端溫度60～63℃，對(duì)比前后溫度，未發(fā)現(xiàn)明顯上升趨勢(shì)。從圖5中可以看出，從2015年11月17日到2016年10月17日，3號(hào)真空泵電機(jī)前端脈沖值逐漸上升。在2016年9月28日對(duì)其進(jìn)行潤(rùn)滑處理，當(dāng)天數(shù)值下降，但是10月17日對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)數(shù)值再次上升。從HDm和HDc的數(shù)值可以推斷出軸承有損傷。

表1 潤(rùn)滑前后HDm和HDc數(shù)值對(duì)比表

圖5 不同時(shí)間沖擊脈沖檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

對(duì)其進(jìn)行頻譜圖分析發(fā)現(xiàn)，如圖6所示，BFFO（軸承外圈故障特征頻率）與頻譜圖上幾個(gè)數(shù)值較高的頻率全部對(duì)齊，充分說(shuō)明軸承外圈有故障。

圖6 3號(hào)真空泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)端頻譜圖

10月25～27日對(duì)3號(hào)真空泵電機(jī)進(jìn)行軸承更換，更換下來(lái)的軸承如圖7所示，可以看到軸承外圈有明顯的損傷痕跡。

圖7 更換下來(lái)的損傷軸承

3 結(jié)語(yǔ)

準(zhǔn)確把握設(shè)備運(yùn)行信息，掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)采取設(shè)備維護(hù)措施，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，一直以來(lái)都是設(shè)備維保人員的工作目標(biāo)。本文著重介紹了設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的一種方法——沖擊脈沖法。通過(guò)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，沖擊脈沖技術(shù)主要有以下兩個(gè)方面的應(yīng)用：

（1）通過(guò)沖擊脈沖的檢測(cè)，可以準(zhǔn)確判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，適時(shí)給予潤(rùn)滑。通過(guò)該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)，潤(rùn)滑后HDc和HDm的數(shù)值有明顯變好的趨勢(shì)，充分說(shuō)明沖擊脈沖技術(shù)可以對(duì)設(shè)備的潤(rùn)滑工作給予指導(dǎo)，可以彌補(bǔ)以往定期潤(rùn)滑的不足，在設(shè)備最需要的時(shí)候給予潤(rùn)滑。

（2）沖擊脈沖技術(shù)還能準(zhǔn)確判斷軸承的故障。本文給出了實(shí)際案例，驗(yàn)證了沖擊脈沖技術(shù)在軸承故障診斷中的可靠性。

通過(guò)本文的研究，給出了沖擊脈沖技術(shù)在兩個(gè)方面的應(yīng)用，充分說(shuō)明了沖擊脈沖技術(shù)對(duì)企業(yè)設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)具有重要的參考價(jià)值和實(shí)用意義。

[1]薛光輝，趙新贏，吉曉冬． 基于沖擊脈沖法滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)研究 [J]． 煤炭工程，2013（4）:119-121．

[2] 林英祥，孫清磊，陳萍，王悅民．沖擊脈沖技術(shù)在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用 [J]．海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（8）:123-126．

[3]潘青旺． 沖擊脈沖法在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用[J]．中國(guó)設(shè)備工程，2008（08）：48-49．