皮带驱动机组故障诊断案例

刘红星，白志平，李 马，王正祥，赵积武，王玉山

（1.南京大学，江苏 南京 210093；2.金川集团科技有限公司，甘肃 金昌 737104）

一、皮带驱动机组简况

某有色金属矿井下的大型皮带驱动机组包括两个电机、两个液力偶合器、两个减速机、一个摩擦滚筒、一个包角轮。电机的额定功率约600kW，电机和偶合器的额定输出转速约1 450r/min，减速机的输出转速约37.07r/min，滚筒的线速度约2.5m/s。

二、监测诊断系统概况

南京大学为此皮带驱动机组开发的监测诊断系统，如图1所示，共检测34路信号。其中，四路转速信号涉及电机转速两路、偶合器输出转速一路、包角轮转速一路，其他转速可由此四路转速导出。12路温度信号涉及电机温度信号共四路、偶合器工作液温度共两路、减速机油液温度共两路、滚筒两端轴承温度共两路、包角轮两端轴承温度共两路。14路振动加速度信号涉及电机振动加速度信号共两路、偶合器轴承振动加速度共两路、减速机振动加速度共四路、滚筒两端轴承振动加速度共两路、包角轮两端轴承振动加速度共两路。另外，还有电机电流和超声料位信号共四路。

监测诊断系统对异常情况有超阈值报警功能、异常日志功能、控制停机功能等，并提供了丰富的分析诊断软件，包括：趋势分析比较软件、振动精密分析诊断软件等。

图1 皮带驱动机组监测系统示意图

三、分析诊断案例

监测系统安装并投入运行后，则可对皮带驱动机组的运行状态进行分析。

首先看趋势图。从监测的2～3天（两千多点）的振动峰峰值趋势图看，2#一侧偶合器的振动不平稳，有时大其他时间点约四倍。再从监测的同期温度变化趋势图看，开机时2#一侧偶合器温度高出1#一侧10℃。若放大偶合器振动峰峰值趋势图和温度变化趋势图在1600点附近的细节，分别见图2和图3。可以看出，2#一侧偶合器振动峰峰值的突然增大发生在偶合器温度跨过谷点的时刻。偶合器温度谷点时刻就是偶合器启动时间点，这是符合逻辑的，因为启动之前偶合器为停止状态，偶合器温度处在逐渐降低的过程。另经转速图分析，也进一步证实了2#一侧偶合器的振动大发生在偶合器启动时刻。偶合器启动后，振动又很快恢复到平常水平。

2#偶合器启动时刻振动大的现象可用监测系统精密振动分析软件来分析。对一组偶合器启机数据进行精密分析，见图4。图中显示偶合器2#的振动显示出丰富的高频分量，说明2#偶合器启动时其轴承油膜尚未形成，可能出现了动静件的碰磨故障。启动后，振动又回落到一个比较低的水平，这说明启动后油膜基本形成、不再碰磨，只是油膜质量还稍差一点。此时，2#一侧的振动和温度还是比1#一侧稍高一点。

首先怀疑是轴承的问题。但当时在2#偶合器刚换上新轴承时其温度就稍高，这说明根本原因不是轴承有问题，可能是安装时2#偶合器与2#减速机对中不良，造成油膜未形成时出现了动静碰磨。因此，经判断认为，根本原因是：2#偶合器与2#减速机安装时对中不好。

四、结束语

进行了上述的分析诊断后，由于种种原因，没有对2#偶合器与2#减速机对中不良的问题采取必要措施。两个月后，连接2#偶合器与2#减速机的齿轮离合器的轮齿出现断齿故障，这与两个月前此处对中不良的诊断结论相吻合。

因此，要给出正确的诊断结论，则要基于好的监测系统，要结合对机组背景的了解，要进行严密的逻辑推理。