2021-09-18

【案例分析】水泥厂板链斗式提升机头轮轴承温度监测与振动监测的对比

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01 案例概述

随着水泥行业在线监测项目越来越多,在诊断分析的过程中,发现对于斗式提升机,尤其是板链式斗式提升机头轮轴承的监测,即使使用高灵敏度低频传感器,振动监测的效果也没有温度监测的效果好。经过分析我们认为振动监测的问题主要集中在以下几个方面:


1)低速问题。水泥行业的斗式提升机输出轴转速基本小于30转/分,用振动分析技术很难捕捉到有用的信息。主要在于冲击信号能量太低。因为轴承故障冲击力的时间极短,能量很小、脉宽很窄,常规的采集方法,包括使用高灵敏度低频传感器,也很难获得头轮轴承故障时的微弱冲击信号。


2)传动机构复杂,干扰信号太多。斗式提升机由电机驱动减速箱,通过输出轴带动提升机进行物料提升。减速箱设备零件众多,并且对于板链式斗式提升机来说,负载端存在料斗和链条的冲击信号,众多干扰信号导致不易区分出头轮轴承的故障信号。


02 案例说明

(1)设备结构及参数。设备名称:板链斗式提升机216-BE49;工艺段:生料制备;设备基础信息:电机型号:/;功率:/;轴承型号:/;转速:1500r/min;齿轮箱型号:ML4RHF110;功率:160KW;轴承型号:/;输出转速:16.9r/min,头轮轴承:23152cc/w33;传感器型号:7401T-10LF(高灵敏度低频传感器)


(2)温度监测过程。2021年4月26日,因联科技诊断工程师张工收到一条设备告警信息——某水泥厂生料制备工段的板链斗式提升机216-BE49右负载温度达到82℃,处于高高报状态。


图1 检修前该斗提机器大脑界面

随后张工联系水泥厂现场工程师,用测温枪对该测点温度进行检测,实测温度88℃。鉴于现场反馈轴承声音正常,张工建议添加润滑脂,并持续观察。如有机会停机检查轴承。


图2 现场测温
图3 与现场人员沟通

现场于26日下午2点半左右添加润滑脂,经观察,温度仍然在80℃左右,效果不明显。4月30日,水泥厂现场停机检查,发现右侧头轮轴承保持架断裂,更换轴承后,温度恢复正常。


图4 轴承保持架断裂
图5 检修后斗式提升机温度恢复正常
图6 检修前后斗式提升机温度对比

(3)检修前后振动监测对比。图7右负载各特征值趋势图显示,检修前后,速度有效值、加速度峰值、包络峰值趋势无明显变化,温度趋势变化明显。


图7 右负载各特征值趋势图
图8A 检修前速度有效值三图联动
图8B 检修后速度有效值三图联动
图9A 检修前加速度峰值三图联动
图9B 检修后加速度峰值三图联动
图10A 检修前包络峰值三图联动
图10B 检修后包络峰值三图联动
图11 头轮轴承故障频率

综上,包络谱中1.68Hz频率分析为料斗通过转子的频率,无轴承故障频率。检修前后,速度有效值,加速度峰值,包络峰值趋势无明显变化,温度趋势变化明显。


02 案例小结

从本次案例,及结合其它若干起头轮轴承故障(包括保持架断裂故障,跑圈抱轴故障)的监测情况来说,温度监测的准确性和及时性要比振动监测的准确性和及时性要高。在后续类似的低速轴承故障诊断中,可以温度监测为主,结合振动趋势,频谱来进行分析诊断。后续通过不断对类似案例的收集,总结,验证低速轴承温度诊断为主、振动分析为辅思路的可行性和准确性。




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