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一個造紙廠的圖
“為什么相差5Hz?”
“是呀，1Hz，2Hz都行，這個5Hz，太讓人糾結了!”
“到底是軸承內(nèi)圈故障還是齒輪嚙合故障，拿捏不準?！?/p>
“不過，有75%的可能性是軸承故障!”
“為什么你這么認為?”
“因為238.75Hz與軸承內(nèi)圈故障頻率比較接近，是轉(zhuǎn)頻的9.8倍”
這個造紙廠對話發(fā)生在2018年1月22日給客戶出診斷報告的前一天晚上，我們診斷部門辦公室的電腦還亮著，針對這個問題已經(jīng)討論三四次了，沒有百分百確定的方案。此時看看窗外，天已經(jīng)黑了，西安冬天的黑夜來的也特別早，窗外那棵光禿禿的樹隨著北風搖曳著，聽著風聲就讓人瑟瑟發(fā)抖，不過辦公室里卻討論的異?；馃?，其實也沒什么好爭議的，我一直都認為是軸承的問題。
那是2017年11月9日我們給江南的一個造紙廠部署了一套無線監(jiān)測系統(tǒng)。大家都知道，造紙廠里除了上漿泵(沖漿泵)、流漿箱、網(wǎng)部的輥子、壓榨輥這些設備之外，最關鍵的設備就是烘缸了，而且一個中大型的造紙廠烘缸的數(shù)量在70-100臺左右，很多廠商對此設備故障監(jiān)測也非常重視，不重視也不行呀，因為流水線式工作，一旦出問題，整條線又要停機檢修，比如1臺現(xiàn)代化高速紙機價格高達20多億元，無故停機1小時直接損失達十幾萬元，一年有上幾次非計劃停機，這要損失多少錢，所以提前預知故障，減少這些沒必要的損失，應該把精力花在如何提高生產(chǎn)效率上。經(jīng)過介紹他們找到了我們，不過也是剛開始跟我們接觸，有些質(zhì)疑我們的實力，這也正常，經(jīng)過商議后就先部署了1臺設備。
這個設備
設備名稱:烘缸
設備結構:電機 + 減速箱 + 烘缸
電機參數(shù):2×248KW
減速箱參數(shù):GHZP 2585 速比13.990
工況:減速機輸入轉(zhuǎn)速1296RPM 減速機輸出轉(zhuǎn)速92.7RPM
關于烘缸的一些基本知識，在本文下方干貨知識中，你可以進行了解哦。
測點位置和數(shù)量
烘缸非驅(qū)動側2個測點
烘缸驅(qū)動側2個測點
烘缸驅(qū)動減速機8個測點
我們于2017年11月10日，部署完成后，用便攜式離線設備進行了現(xiàn)場監(jiān)測，當時沒有發(fā)生警告，采集的數(shù)據(jù)都在正?？煽胤秶鷥?nèi)，所以就打道回府了。
手機收到了警告兩個多月后，也就是2018年1月21日11點33分時，當我正在和同事商量中午吃什么大餐的時候，手機突然收到了江南這家造紙廠烘缸設備出現(xiàn)了報警通知，等級為高報。
這中午飯看來是吃不安穩(wěn)了，放下手頭的事情，先看看問題在哪里吧!
手機報警
烘缸趨勢圖
測量數(shù)據(jù)
判斷依據(jù):減速機速度有效值根據(jù)10816標準:一級報警:>4.5mm/s;二級報警:>7.1mm/s;
故障診斷分析
減速箱輸入軸速度趨勢圖
圖中從1月14日的時候有較大幅值的升高。
減速箱輸入軸速度頻譜圖
減速箱的輸入軸速度值升高前和升高后的頻譜圖，對比發(fā)現(xiàn)幅值的上升主要為9.8x頻率分量幅值上升引起的。
減速箱二級軸非驅(qū)端速度趨勢圖
圖中可見二級軸速度趨勢在不斷的上升。
減速箱二級軸非驅(qū)端速度頻譜
在速度頻譜中主要頻率為238.75Hz，并且該測點幅值的升高是由238.75Hz升高引起的，不過廠家并未提供齒輪箱各級齒數(shù)，所以沒有辦法確定故障頻率，但是我們?yōu)榱舜_保在信息不完全的情況下， 盡力做到精確。經(jīng)過我們診斷組兩三次的開會討論研究， 238.75Hz(9.8x)推測為軸承故障。
減速箱二級軸非驅(qū)端包絡頻譜
頻譜中出現(xiàn)31.88Hz及其倍頻，31.88Hz與輸出軸軸承的滾動體故障頻率接近。
減速箱輸出軸非驅(qū)動端速度趨勢圖
輸出軸非驅(qū)端速度值一直在升高。
減速箱輸出軸非驅(qū)端速度頻譜圖
頻譜中出現(xiàn)27.50Hz的邊頻帶，27.50為軸承滾動體故障頻率。
減速箱輸出軸非驅(qū)端包絡趨勢圖
減速箱輸出軸非驅(qū)端包絡趨勢圖，輸出軸非驅(qū)端包絡上升較快。
輸出軸非驅(qū)端包絡頻譜圖
輸出軸非驅(qū)端包絡頻譜圖，頻譜中出現(xiàn)大量的31.88Hz的倍頻，31.88Hz為軸承型號滾動體故障頻率。
診斷結果減速箱:輸出軸非驅(qū)端軸承內(nèi)圈和滾動體故障較為嚴重，并且近期振動幅值持續(xù)增高，劣化速度很快;
同時輸入軸軸承故障。
故障等級:報警
烘 缸:振動幅值不高，趨勢平穩(wěn)，運行良好。
故障等級:正常
建議建議近期內(nèi)停機檢查并更換齒輪箱輸出軸非驅(qū)端軸承，重點檢查軸承內(nèi)圈和滾動體損傷情況;同時檢查輸入軸軸承，并確定減速箱齒數(shù)。
小插曲
當我們部門研究相關數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)輸入軸軸承型號的故障頻率與238.75Hz(9.8x)相差5Hz(根據(jù)我個人長期經(jīng)驗來說， 1Hz-3Hz 就能相對確定，相差5Hz確實有點難以拿捏)，所以無法確定該頻率為軸承故障頻率。低速軸齒輪嚙合頻率也大約在240Hz左右，無法判斷到底是齒輪嚙合頻率還是軸承故障頻率，最后經(jīng)過與造紙廠設備管理人員溝通了相關細節(jié)，才確定下來。
結果驗證2018年1月21日晚上我們討論完后，就出具了診斷報告，并于第二天早上發(fā)于造紙廠相關人員，下午他們就進行停機檢修，拆機發(fā)現(xiàn)確實是之前判斷的軸承問題。這也大大的提升了我們在這家造紙廠的品牌形象，證明了我們的診斷實力，情況如下:
有圖有真相
部位:輸出軸非驅(qū)端軸承滾動體
發(fā)現(xiàn):輸出軸非驅(qū)端軸承滾動體故障較為嚴重(軸承滾子上面布滿壓痕，滾動體的壓痕對軸承和滾道的破壞應該會產(chǎn)生”復映“反壓到滾道上，因為滾道的硬度比軸承鋼球低)
有圖有真相
部位:輸入軸軸承內(nèi)圈
發(fā)現(xiàn):軸承內(nèi)圈故障較為嚴重
心得
這個事情也給了我一個啟示，追求數(shù)據(jù)的精確性相當重要，不過也不要忽視實際情況，很多事情往往是模棱兩可的，只有在追求數(shù)據(jù)精確的同時，盡可能的掌握相對全面信的息，分析細節(jié)，分別預估不同情況的概率，培養(yǎng)自己良好的洞察力，才是診斷師走向巔峰的內(nèi)功心法。
干貨知識
烘缸是干燥部的主要部件，主要由缸體(壁殼+端蓋)、兩頭軸頸和缸內(nèi)虹吸管排凝水系統(tǒng)組成。烘缸軸承處在封閉、高溫氣罩內(nèi)，采用人工監(jiān)測其運行狀態(tài)是不可能的，另外軸承結構動態(tài)元件多，產(chǎn)生振動綜合，故障監(jiān)測相對復雜。
造紙廠烘缸軸承的損壞主要形式是內(nèi)圈滾到的剝落。隨著剝落加劇，烘缸軸承振動幅值會變大，振動頻譜中軸承損壞頻率從高頻區(qū)向低頻區(qū)轉(zhuǎn)移，損壞頻率兩遍的轉(zhuǎn)速邊帶逐漸增多增高，一旦烘缸軸承外圈斷裂，振動頻率將呈現(xiàn)全是轉(zhuǎn)速諧頻的松動特征。
烘缸軸承頻繁損壞的主要原因是汽罩內(nèi)環(huán)境溫度高，使烘缸軸徑因受熱膨脹量增大、內(nèi)外圈錯位間隙加大、徑向游隙變小，潤滑油膜變薄，從而使軸承使用壽命縮短，提前疲勞損壞。
為延長烘缸軸承使用壽命，針對蒸汽用量加大后烘缸軸徑膨脹量增大、軸承內(nèi)外圈軸向錯位間隙變大的現(xiàn)象，采用將軸承座外端蓋軸承外圈頂環(huán)車薄，內(nèi)端蓋外圈頂環(huán)加焊一個環(huán)形墊片來彌補。通過周期性檢測分析干部中心潤滑油站的潤滑油，發(fā)現(xiàn)異常狀況及時采取改善措施，保證烘缸軸承潤滑油達標及系統(tǒng)的干凈。
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