CSI4500在线机械状态监测系统试用报告

Dunaferr公司是匈牙利最具影响力的钢铁企业。在2007年1月至2月的试用期间,CSI4500在线机械状态监测系统安装在Dunaferr公司热轧带钢厂的精轧机组,加速度传感器的布置尽量靠近4、5号机架工作辊轴承。

试用目的是验证我们的PeakVue技术及在线系统硬件能否有效地检测出工作辊滚动轴承的潜在故障。此次监测面临的挑战在于:轧辊较低的工作转速以及不能贴近轧辊轴承座的传感器安装位置。

这份试用报告要说明的是:CSI的领先技术可以带给用户更多的价值,因为我们通过PeakVue技术进行连续监测,及时发现了所有的轴承故障,而CSI4500所采集到的PeakVue信号重复性好(加速度幅值),反映了真实的轴承冲击水平,为判明轴承故障的严重程度提供了可靠的依据。

1. Dunaferr公司

Dunaferr公司的主要产品是热轧带钢,其生产工艺严格执行最新的欧洲标准。产品质量满足具体的应用要求以及客户引用的匈牙利国内标准或其他国际标准。

钢铁生产典型的工艺流程

2. CSI4500在线机械状态监测系统试用

此次试用选择的是CSI4500在线机械状态监测系统,单一框架包括32个传感器通道,选配PeakVue技术进行连续监测。CSI4500是最现代化的在线机械监测及预测分析系统,具有灵活的组态功能,适合在钢铁行业、电力行业、石化行业和造纸行业中旋转机械的应用。这些旋转机械包括汽轮发电机组、烟机或透平压缩机组、风机、泵类、齿轮箱,等等。

在试用过程中,我们选择了加速度传感器来测量轧钢机工作辊的振动和冲击。尽管不能贴近轧辊轴承座来安装传感器,加上工作辊的转速较低,我们依靠CSI的PeakVue技术和SST(低速测试)技术还是检测到了许多机械故障。

根据不同的带钢厚度规格,Dunaferr公司在轧钢生产中换辊较为频繁,因此不能贴近轧辊轴承座安装传感器,传感器只能安装在4、5号机架上,靠近工作辊轴承座。我们选择了水平和轴向位置,以便区别不同的振源。Dunaferr公司的轧钢生产受轧辊轴承问题的影响,导致生产过程时有中断,维修成本也较难控制。

CSI 4500机械设备状态监测系统

通过机械状态在线监测系统的试用,我们至少发现了4次较为严重的轧辊轴承故障,几乎都是轴承外圈和轴承内圈缺陷引起的。滚动轴承由4大元件组成——保持架、滚动体、外圈和内圈。轴承的各元件都有可能产生缺陷,而且元件失效的机理和进程各不相同,因此正确识别正在失效的元件对于滚动轴承的故障诊断非常重要,实际上,轴承发生问题的元件有时会不止1种。

通过采用PeakVue技术进行连续监测,我们可以精确判定轴承是否存在问题,同时预测轴承状态发生变化的可能性。对于PeakVue时域峰-峰值数据的趋势跟踪可以确定轴承内在的真实冲击水平,从而准确地了解轴承的健康状态。

监测分析结果

在分析轧机轴承问题之前,让我们简单解释一下PeakVue技术。PeakVue是一种特殊的信号测量技术,用于滚动轴承/齿轮早期故障的监测/诊断,与竞争对手使用的调制解调/包络检波技术相比,PeakVue技术要先进得多,使检测者能够测量轴承内部真实的冲击水平,并具有可趋势跟踪的优点(调制解调/包络检波技术不具备趋势跟踪的能力)。PeakVue技术可用来检测轴承问题、油脂润滑问题、齿轮问题、瞬态冲击问题,等等。更值得一提的是,PeakVue信号检测的敏感性尤其适合大型机架结构内轴承的检测。PeakVue技术实际上检测的是“应力波”信号,与传统的振动信号相比,更适合早期滚动轴承问题的监测与诊断。PeakVue技术还可以用来检测极低转速的机械和高转速的机械。

怎样获取PeakVue技术呢？在CSI2130机械分析仪中,在CSI4500/XP32机械状态监测系统中,PeakVue是标准的配置。下面的几幅图谱来自一个转速为22RPM的转子,可以解释为什么PeakVue技术比其他标准的信号采样技术优越,显然它们的信号采样率(分析频宽的2.56倍)过低,不能满足检测需要。

冲击信号少于1毫秒

调制解调捕获的信号

PeakVue捕获的信号

当序列脉冲信号每次冲击发生的时间非常短暂时,采用标准的信号采样技术容易漏掉这些有价值的信号,而这些宝贵的信号正是轴承早期故障产生的冲击带来的。如果采用PeakVue技术,信号的冲击水平总是可以准确测量,还可以做趋势分析,因此对于轴承缺陷程度的判断也变得相对容易。

PeakVue技术应用的实例:

标准信号采样技术——FFT图谱(转速为22RPM)