高炉上料主胶带传动系统故障的振动诊断

何凤英

(鞍钢集团有限公司教育培训中心，辽宁 鞍山 114000)

0 引言

某钢厂高炉上料主胶带传动系统运行状态不佳，为了查找问题根源，使用ET-VI1振动分析仪对其进行了振动状态监测与故障诊断，及时准确地把握了其运行状态、发现设备故障隐患、确认设备故障部位和故障类型，为设备维修提供可靠依据，预防事故发生。进一步证明实施振动状态监测和故障诊断，是现代设备管理与维修行之有效的方法。

1 高炉上料主胶带传动系统振动状态监测

高炉上料主胶带传动系统设备简图及测点布置如图1所示，图中序号①至⑦为振动测试的测点，Z1至Z4代表减速机各齿轮齿数。设备主要技术参数：电机功率P=75 kW，电机转速n=1 490r/min；减速机齿轮齿数Z1=23，Z2=91，Z3=24，Z4=76。采用ET-VI1便携式振动分析仪对该传动系统①-⑦测点的水平方向(H)、垂直方向(V)、轴向(A)进行振动监测，部分测量结果见表1。

图1 高炉上料主胶带传动系统设备简图及测点布置

表1 高炉上料主胶带传动系统振动测量结果

由表1中测量结果对照ISO2372振动诊断标准，该设备处于较差运行状态。电机轴(测点①)振动位移较大，减速机Ⅰ轴、Ⅱ轴(测点②、③、④、⑤)径向振动加速度值较大，说明电机可能存在长周期故障、减速机可能存在短周期故障。

2 高炉上料主胶带传动系统故障诊断

减速机I轴数据分析：图2(a)和图2(b)是测点②垂直方向加速度的时域波形和频谱图，图2(c)和图2(d)是测点③垂直方向加速度的时域波形和频谱图。

(a)测点②垂直方向加速度时域波形图

(b)测点②垂直方向加速度频谱图

(c)测点③垂直方向加速度时域波形图

(d)测点③垂直方向加速度频谱图

减速机其他轴数据分析：图3(a)和图3(b)是测点④垂直方向加速度的时域波形和频谱图，图3(c)和图3(d)是测点⑦垂直方向加速度的时域波形和频谱图。

(a)测点④垂直方向加速度时域波形图

由减速机Ⅱ轴(测点④、测点⑤)、Ⅲ轴(测点⑥、测点⑦)数据时域波形和频谱图可以看出：减速机故障源仍然为I轴齿轮存在点蚀等均布故障。具体分析如下：

测点④振动时域波形图3(a)、测点⑦振动时域波形图3(c)都有一定程度冲击现象；测点④垂直方向加速度频谱图图3(b)中572.5 Hz处幅值较大，并且带有少量间隔为25 Hz的边频带；测点⑦垂直方向加速度频谱图图3(d)中存在572.5 Hz及其2倍频1 145.0 Hz、3倍频1 715.0 Hz，且啮合频率处幅值较大，并均带有少量间隔为25 Hz的边频带，说明减速机I轴上的齿轮存在点蚀等均布故障。同样在图3(b)和图3(d)的频谱图中也存在低速级齿轮的啮合频率150 Hz，但其幅值较小，且没有明显的边频成分，故低速级齿轮传动运行正常。

3 诊断结论与现场验证

综合上述分析得出：高炉上料主胶带传动系统处于较差运行状态，齿轮箱高速轴齿轮存在点蚀等均布性故障隐患。利用停产时间对该设备检修，发现高速轴齿轮齿面存在表面金属剥落现象，与诊断结论相符。针对故障隐患做了适当的处理，设备运行状态大有改善，避免了故障发展引发事故。

4 结语

高炉上料主胶带传动系统的振动状态监测与故障诊断实例验证了在设备运行过程中，利用振动诊断技术能够准确地把握设备状态并及时发现设备故障及隐患，给设备维修提供可靠依据，从而预防事故发生并保证设备高精度可靠运行。这对于应用高度自动化、连续化、高精度等要求设备的大型企业来说，具有重大意义。