陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西省韩城市 715400
摘要：轧钢机械是完成由原料到成品的整个轧钢工艺过程中使用的机械设备。在生产实践中由于工作强度较大，即使具有操作方便和结构合理的优势，也难免会出现振动故障。而振动故障不仅会对轧钢产品质量带来影响，同时还会威胁到轧钢机械的生产安全，并对机械的使用寿命产生巨大影响。因此，对轧钢机械的安全技术维护和运行管理就成为轧钢工作中的重点。通过装配在轧钢机械设备中的检测和监控系统不断监测振动的幅度和频率，及时发现和定位存在于轧钢机械的振动故障，通过数据采集、频谱分析，发现关于轧钢机械振动故障的规律，并制定相应的判断标准，以指导轧钢机械的安全生产。
关键词：轧钢机械设备；振动故障；诊断分析
一、轧钢机械设备的振动故障标准分类
轧钢机械振动故障种类繁多，每种都有着较为显著的特征。根据这些故障振动性质以及振动方式的不同，可以将诊断故障分为以下几类。（1）转子振动异常。在轧钢机械设备的运行中，转子的安装能够影响到设备的环境温度和负荷情况。如果转子在安装的过程中操作人员出现安装失误，那就就会让设备的环境温度产生剧烈浮动，最终转子出现振动异常，直接导致转子松动的现象，有时还会产生转轴松动，无论是哪种都会导致转子的损坏，严重的还会损坏轴承。总之损坏转子的频率会产生变化，相应的设备就会出现振动故障的现象。（2）电机振动故障。电机振动故障同样是由转子引起的，在工作人员安装转子的过程中，一定要注意转子的对称性，转子不对称，那么电子和转子的之间的电压就会极不稳定，设备也就不能稳定的运行。轧钢机械设备就会不断出现摩擦的现象，时间久了就会产生松动，最后出现异常，导致设备的振动故障。（3）齿轮机械振动故障。轧钢机械设备作为重型工业设备，工作时带来的压力是巨大的。在设备当中的齿轮机械如果缺乏定期的维护保养，长时间工作下就不能承受轧钢机械设备带来的巨大压力。具体表现为齿轮的波动幅度远远超过了齿轮本身的负载能力，齿轮表面短时间内就会出现磨损，降低使用寿命，严重的甚至还会出现断裂问题，齿轮出现故障，轧钢机械设备就会产生剧烈的诊断故障，无法良好运行。（4）滚动轴承故障。滚动轴承也是轧钢机械设备中较为重要的构成，它外圈和内圈设计频率和实际通过频率一旦产生任何的不一致，就会导致设备的振动故障。
二、轧钢机械振动故障诊断标准
在对轧钢机械设备振动故障进行检测诊断的过程中，主要运用三种方法来进行振动故障的诊断。分别是判断故障定量、相对故障判断以及类比方法。由于轧钢机械设备在运行的过程中会有着很多种的种类故障，因此有关的监测诊断人员单凭自己的经验理解去诊断是非常片面的，必须结合有关的实际情况和相关数据进行科学诊断。一般来说，工作状态、故障类型、轴承种类、实际转速以及检测装置的位置等差异都会对轧钢机械设备的诊断故障产生影响，所以在诊断的依据标准上，应该有着相应指标的判断。这种判断指标，就是在相应的时间内，对有着一样工作方式并且处在同一位置的轧钢机械进行相同的测试，再拿测量结果和正常的数据进行对比分析，就能够诊断轧钢机洗的振动故障程度。
三、轧钢机械振动故障的特征数据
轧钢机械工作中，通常在齿轮和轴承的连接部位最容易产生振动，振动信号会通过各种方式进行传播，但是在传递的过程中，工作状态的突然转变、转速以及负荷的改变都会对传递结果产生影响。所以，要进行振动情况的分析和数据的采集时，首先要对复杂的信号进行噪音的排除，即使是对系统较为熟悉的专业技师，如果没有长时间的振动故障处理经验也很难完成任务。要完成对轧钢机械振动故障的判断以及分析，就一定要进行常规频谱的采集和处理，与此同时，对于造成轧钢机械振动故障的相关数据也要进行准确的计算和分析，只有这样，才能找出不同的振动故障之间的差别和联系。
进行不同振动故障的数据分析工作，可以分别从频域和时域两个角度出发。（1）从时域角度开展分析。重要的特征数据包括峰值、平均值以及歪度等等。（2）从频域的角度出发，特征数据主要包含两个部分。首先，出现振动故障的齿轮在轴频以及咬合频率方面的数据变化。其次，在进行频谱统计的时候，中心、均方以及方根频率等都是重要的统计特征。可以在相关数学计算办法的帮助下完成以上这些特征数据的分析工作。轧钢机械振动故障的特征数据对于振动故障的判断至关重要，在数据采集的过程中，一定要通过有效地办法排除噪声的干扰，提取到最多的振动特征数据，拥有了这些数据才能进行不同状态下的对比研究，才能发现振动故障产生的根本原因。
四、故障特征数据的分析处理
要在线测试轧钢机械的振动故障，一定要将进行测量的传感器安装在被测试的部分，比较常见的有速度、位移以及加速度传感器，分别用来进行振动频率中高、中、低波段的测量。要获得轧钢机械轴承部分的振动特征资料。首先要在齿轮和滚动轴承上面进行加速传感器的安装工作，但是在实际的振动特征收集过程中，效果却往往不是十分理想，分析其原因，可能是因为加速器振动产生的频率具有非常广的范围，特别是轧钢机器在较长时间内持续进行低速运转的时候，对于产生的低频振动，传感器很难进行灵敏的辨别和记录，这个时候可以把加速传感器换成位移传感器，能够对低频振动有更好的感知，会达到更好的测量效果。
对于轧钢机械的振动特征进行分析具有十分重要的意义。（1）能够对轴承的磨损情况进行动态的掌握。磨损作为一种最常见的失效形式，会造成径向间隙的改变，进而改变传感器缝隙之间的电压。加速度传感器不能准确的分辨出这种变化，进行转轴与检测探头之间空隙内电压变化的动态监测，能够得到轴承在磨损作用下圆度的变化情况，实现故障的有效判断。一些转轴具有带毛刺的表面，系统会相应的进行滤波技术的应用，排除干扰。由于存在个别的冲击给转轴带来晃动的特殊情况存在，所以在把间隙电压变化作为判断依据时，通常采取的是间隙的平均值。（2）对轴承转速进行动态观测。所谓的特征频率实际上就是故障的频率，因为进行分析的故障信号是随机选用的，所以不可能与通过理论计算出来的频率完全相同。针对这个情况，我们一般会选取一定时间内振幅变化的最大值作为幅值来对特征频率进行限制。一旦测量转速的时候出现较大的误差，故障特征频率就很难被测量出来，如果期间转速发生变化的话情况会更糟。涡流传感器的安装，能够实现同时进行不同通道的数据收集工作，并且进行准确的频率计算，与此同时，涡流传感器测试由于人工操作的加入，轴承的振动会表现出良好的周期性特征，在此基础上进行的特征频率的观测以及转速的计算都会更加的准确。（3）对振动特征频率进。行研究如果能够同时进行输出径与输入经振动情况的测量，就能够根据振动的强弱和相位的不同进行具体的处理，一般来说，齿轮与轴承相比，振动的频率比较低，同时在振动特点方面他们都具有各自的特色，一般来说，在稳定性方面，齿轮振动的稳定性比较强，在形式方面，轴承振动的方式更加丰富。这就要求我们，不仅要进行加速度传感器的安装，还要与位移传感器结合起来使用，实现可收集的频率范围的不断增加，为轧钢机械振动故障的发现、分析和解决提供数据支持。此外，要对收集到的振动故障特征频率中的不同成分进行研究，明确轧钢机器具体的振动故障来源，实现问题的及时发现、及时处理。
结语
总而言之，通过系统的有效检测诊断，对数据进行综合的分析处理，就能够在故障发生之前对于振动故障做出有效的诊断，保证轧钢机械设备能够正常工作，推动我国的工业化发展。
参考文献
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