企业简介

艾默生(美国纽约证券交易所代码: EMR)是一家全球性的技术与工程公司,为工业、商业及住宅市场客户提供创新性解决方案。自动化解决方案业务帮助过程、混合和离散行业制造商优化其能效和运营成本,促进生产,确保人员安全和保护环境。商住解决方案帮助确保人类舒适度和健康,保障食品质量和安全,提升能效,打造可持续发展的基础设施。如欲了解更多信息,欢迎访问:www.emerson.cn。

  • 公司类型:供应商

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案例详细
标题为何艾默生CSI振动分析仪是纸厂设备状态监测的首选?
技术领域工厂信息化
行业
简介滚动轴承是旋转机械的心脏,对于现代化的高速造纸机械而言尤为重要。准确检测出潜在的轴承故障是设备维护中的重点与难点。主要介绍纸厂滚动轴承故障分析的常用技术和CSI专利的PeakVue技术,实例分析。
内容



                                        关键词:振动; 轴承故障;故障诊断;PeakVue ;造纸机械

    翁建忠(1972-)
男,江苏常熟人,(艾默生过程控制有限公司, 上海  201206),艾默生过程控制有限公司资产优化部服务工程师,负责振动分析与故障诊断的培训及服务,10多年的现场维修与故障诊断经验。

1     引言

    据调查,造纸行业中排名前100位的公司在开展设备状态监测时,有超过一半的公司选择了艾默生CSI振动分析仪。国内在状态监测方面起步较早的纸厂如UPM、APP等,也都使用了CSI振动分析仪,并且这些客户在设备管理方面都取得卓越成效。是什么原因促使他们选择了CSI振动分析仪呢?哥伦比亚某纸厂资深状态监测工程师鲁迪谈到了他对CSI振动分析仪的看法:“CSI振动分析仪的确不错,尤其是它的PeakVue专利技术。市场上各种分析仪我都用过,但它们的轴承故障诊断技术(调制解调)和CSI的比起来相差很远。我对此深信不疑,因为我在现场已经得到了无数次的验证……”

    众所周知,轴承是旋转设备的心脏,一旦轴承损坏,整个设备就不能继续工作了。这对于现代化高速造纸机械来说,尤为重要。如果设备存在轴承故障但未能及时发现,那轻则轴承烧毁,重则将导致其它部件损坏,由此造成的非计划停机损失极大。由于早期的轴承故障在振动信号上表现出高频低幅的特点,这些振动信号很容易被其它振动信号所掩盖,因此很多振动分析仪都采用了调制解调(或称包络检波)技术,调制解调技术可以检测轴承早期故障,但对故障的严重程度却无法做出准确的预测,也不能对轴承故障做出准确的趋势跟踪。为此,艾默生公司开发出了全新的专利技术—PeakVue技术。PeakVue技术采集的是应力波,应力波的产生是由于金属之间发生直接接触。早期的疲劳剥落、齿轮和轴承缺陷、摩擦磨损和冲击等等都会产生应力波。高级专利技术PeakVue正是采集和监测这些短暂的应力波,获得应力波的峰值及其出现的频率,并转换为频谱进行分析。PeakVue技术可以检测出轴承早期故障,并且还可以准确预测出故障的严重程度,跟踪PeakVue趋势就可以准确判断轴承故障的发展进程。

2     应用案例

    在此列举一些纸厂应用的实例。

    案例1   后段烘缸展开辘中间轴轴承故障。

    2005年10月20日该中间轴轴承的PeakVue趋势突然上升,幅值从15g上升到83g;普通的振动趋势上没有异常,如图1与图2所示。



图1  中间轴轴承PeakVue趋势



图2  中间轴轴承普通振动趋势

    进一步做深入分析发现频谱上有明显的轴承外圈故障频率,于是在2005年11月14日更换轴承,更换轴承后,PeakVue的趋势大幅下降,如图3与图4所示。



图3  中间轴轴承频谱上有明显的轴承外圈故障频率



图4  拆出的展开辘中间轴轴承轴承外圈照片

    从损坏的中间轴轴承来看,轴承进水是引起PeakVue趋势突然上升的主要原因。由于烘缸帆布停机时要清洗,所以可能的原因是清洗时不慎把水冲进了轴承。轴承大量进水后将导致轴承发热,如果不及时处理轴承短期内就有可能烧毁。

    案例2   真空泵齿轮箱轴承故障

    2005年9月1日3#真空泵齿轮箱输入轴的PeakVue趋势突然上升,幅值从3g上升到17g左右,普通的振动趋势没有明显变化,如图5与图6所示。



图5  真空泵齿轮箱输入轴的Peakvue趋势



图6  真空泵齿轮箱输入轴的普通振动趋势

    分析PeakVue频谱与波形,发现明显的轴承外圈故障频率,且PeakVue时域波形的冲击达26g左右。在2005年9月12日更换该轴承,更换后PeakVue的趋势大幅下降。检查拆出的轴承,发现轴承外圈有严重剥落,如图7与图8所示。



图7  真空泵齿轮箱输入轴的PeakVue频谱与波形



图8  拆出的真空泵齿轮箱输入轴轴承照片

    案例3   扬浆泵齿轮箱轴承故障

    2005年4月4日在扬浆泵齿轮箱输入轴轴承的PeakVue频谱上发现明显的轴承内圈故障频率,并且PeakVue时域波形的冲击达20g左右。于是在2005年5月9日更换齿轮箱输入轴轴承。检查拆出的轴承,可以看见有明显的内圈故障,如图9与图10所示。



图9  扬浆泵齿轮箱输入轴轴承PeakVue频谱与波形



图10  拆出的扬浆泵齿轮箱输入轴轴承照片

    案例4    烘缸虹吸管故障

    2004年10月11日生产部发现49和51号烘缸传动侧虹吸管处没有蒸汽,操作工怀疑这两个烘缸的虹吸管断掉了,希望能做进一步分析确认,于是采集了这两处的PeakVue信号。从图11与图12可以看出,51号烘缸传动侧运转时虹吸管存在明显冲击,但49号烘缸虹吸管则没有异常。



图11  49号烘缸虹吸管外壁PeakVue波形



图12  51号烘缸虹吸管外壁PeakVue波形

    2004年10月18日,机械维修停机时检查了49与51号烘缸传动侧的虹吸管, 49号烘缸传动侧的虹吸管没有损坏,但51号烘缸传动侧的虹吸管已经断裂,如图13与14所示。

 

图13  51号烘缸传动侧虹吸管照片  图14 49号烘缸传动侧虹吸管照片


3     结语     

    笔者在纸厂通过CSI振动分析仪发现了上百个轴承故障,限于篇幅,在此就不一一列举了。除了可以准确检测轴承故障外,还可以检测出诸如不平衡、不对中、松动、摩擦、裂纹、齿轮缺陷等不同类型的故障。另外,CSI振动分析仪还具有瞬态振动分析、现场动平衡、激光对中、电机诊断等功能。总的来说,艾默生CSI振动分析仪功能强大,操作简单,完全适用纸厂环境。