轴承检测在煤矿生产中的应用

桑宏琪

(西山煤电集团公司官地矿)

轴承检测在煤矿生产中的应用

桑宏琪①

(西山煤电集团公司官地矿)

利用轴承检测仪对轴承的使用情况进行观测,极大提高了煤矿安全生产水平,方便了机电设备配件的备用。介绍了测量情况不同,轴承可能出现的状况及解决方案。

轴承;冲击脉冲dBm/dBc;RMS振动测量;SPM频谱;症状分析

图1 轴承测量仪显示示意图

1 轴承使用概况

轴承(bearing)为机械中的固定机件。当其他机件在轴上彼此产生相对运动时,用来保持轴的中心位置及控制该运动的机件,就称之为轴承。其作用是固定轴使其实现转动,控制其轴向和径向的移动。轴承大致可以分为两类,滚动轴承和滑动轴承。

优质轴承大多还是进口轴承,但价格昂贵,配件配套周期长。国内产品的技术水平和产品质量与国外轴承存在差距。

煤矿企业关键场所和部件上均使用进口轴承。以前轴承的监控是凭老工人的经验,听音法和测温法推断轴承使用情况。缺点是准确性低,没有客观数据,发现时大多已严重损坏。为了提高煤矿生产安全性,使用轴承检测仪器是十分必要的。

国内现有轴承测量大多使用振动测量方法,西山煤电集团公司官地矿使用的SPM轴承测量仪不仅可以使用先已成熟的振动测量方法,还可以用于测量冲击脉冲、振动、转速、温度、和模拟电压、电流信号、测量单跑和双跑转动平衡的综合测量仪。

2 测量仪器的使用

SPM轴承测量仪是在Windows CE环境下工作的触摸屏设计手持式状态分析仪,使用简单易学,单人就可以操作。测量时根据测量数据不同选用不同的传感器探头。常用的测量方法有冲击脉冲dBm/ dBc、LR/HR和RMS振动测量ISO10816、ISO2372。冲击脉冲测量方法可测量装配滚动轴承电机和滚筒等,振动测量方法对滚动轴承和滑动轴承同样有效。轴承测量显示仪示意图见图1。实际使用中多使用冲击脉冲,用于轴承状态监控(SPM)的冲击脉冲测量方法可以三种互为补充的测量方法来使用:

SPM dBm/dBc。冲击脉冲量级以最大值dBm和“地毯”值dBc两个值的分贝值来量化。转/分(rpm)与轴承轴径的输入数据很重要。最大值dBm以绿-黄-红状态值来评估。分别表示轴承运转处于正常—告警—损坏状态。轴承运转状态包括安装质量、负荷、润滑和轴承表面机械状态等因素。

SPM LR/HR。冲击脉冲量级以LR(相对于dBm处于低速)和HR(相对于dBc处于低速)两个值的分贝值来量化。除上述“粗值”外,轴承运转状态还可以通过CODE(总体状况)、LUB(油膜厚度)和COND(表面机械状态)等评估值来表示。这样,可以使轴承的状态信息更为详细。所需的输入数据也很详细:转/分、轴承平均直径及型号等。型号定义轴承的几何形状,评估框相应地分为绿—黄—红状态区。

这两种测量方法的测量结果显示轴承运转故障时,应加以确认。通过轴承座及四周冲击值的比较,润滑测试,操作者可以确定测量到的冲击脉冲是否源于轴承,然后再采取正确的措施。采用先进的测量方法SPM频谱,这种确认过程一般很简单。SPM频谱冲击信号的时间记录受FFT影响。结果频谱中直观的轴承运转图示可以清楚地表明,测量到的冲击是否由于轴承造成的。从而确认采用dBm/dBc或LR/HR方法测得的轴承状态数据的有效性。

测量点规则。选择SPM测量点的规则具有非常实用的目的。信号传输路径越长,在金属件内部碰撞的次数就越多,强度也会变得越弱。信号由一个金属件传到另一金属件后强度会发生衰减(部件之间的油膜起到进一步弱化的作用)。不过,遵守通用评估规则是很必要的,也就是说,将所有测到的信号视为具有相同的质量。SPM测量点规则旨在确保大部分信号的可比性,具有足够的精确度,以及绿-黄-红状态区的有效性。

1)轴承与测量点之间的信号路径应尽可能短且直。

2)轴承与轴承座之间,信号路径中只能含一个机械接触面。

3)测量点应位于轴承的负荷区之内。

同时,还要考虑机械运转时轴的受力方向。这样,可以确定皮带张力对轴承产生的负荷。

轴承测量点规则示意图见图2。

图2 轴承测量点规则示意图

3 测量数据的软件分析

轴承分析软件还能系统的建立测量点,形成树状分支,更为系统的掌握全矿和各系统的轴承使用情况。轴承监测仪还还能对检测出的轴承数据,通过软件进行进一步的分析,加入SPM Spectrum症状和标准故障进行对比,有效区分故障类别。三种典型诊断状态示意图见图3,轴承寿命趋势示意图见图4。

4 实际使用中的问题及解决方法

在实际使用中遇到诸多问题,如测量一次无法准确判定轴承的状态,一定间隔时间内,需5～10个测量结果足以看出发展趋势。测量时偶然有进入红色区域,为了降低这个影响在高速轴的轴承上必须实现良好的润滑,大多数的轴承必须有润滑油,但加油过多,会是轴承发热,还会影响传动,很容易损坏轴承。其示意图见图5。所以正确判断仪器给出的数值是很重要的。

5 前景展望

轴承检测在煤矿生产中的应用,不仅可以对现有轴承的使用状态进行检测,而且还可以通过分析轴承使用情况,推断轴承使用寿命。

通过实践,本设备可以推广使用到全矿整个系统,可以随时了解设备的运转情况,具有广泛的开发潜力和应用前景。

[1] 王红军.滚动轴承测试技术[M].北京:机械工业出版社,2008:235-249.

Application on Bearing Detection in Coal Mine Production

Sang Hong-qi

The bearing tester right be aware of the use of bearings,which greatly enhance the normal production of coal mine safety,convenience for mechanical and electrical equipment spare parts.This paper briefly describes the measurement situation is different,bearing conditions and possible solutions.

Bearing;Impulse dBm/dBc;RMS vibration measurement;SPM spectrum;symptom analysis

book=3,ebook=70

TD407

B

1672-0652(2010)03-0014-03

2010-01-21

桑宏琪 男 1984年出生 2007年毕业于西安工业大学 助理工程师 太原 030022