技术 | 在线监测系统在某公司立磨减速机上的应用

前言

目前，国外先进企业已经实现设备动态管理，即实时采集设备运行中的振动、温度等指标，对大型油站润滑油进行在线分析，然后通过后台分析监控设备运行状态，汇总各种相关参数，综合评判设备的运行状态，尤其是振动学与润滑学两学科的交汇，对设备的使用状态及维护保养可提供有价值参考依据。

某公司在这方面进行了大胆的探索和尝试，积极联合上海某公司为其立磨减速机及减速机主油站安装了远程在线监测系统。运行实践表明，该振动及润滑远程监测系统是有效的，可靠的，可以及时发现设备问题，采取有效措施，避免造成严重损失。

一、在线监测系统介绍

系统采用进口振动传感器，使用远程预知性维修控制系统，参照先进国际标准ISO 10816-3，对采集数据值根据实际情况(包括工况、工艺、润滑情况等)进行分析，为现有设备量身定做预、报警值，实时监控，随时查看并提取运行状态下的振动数据。一经监测到生产设备的各项运行参数出现异常，可根据实际情况指定维修方案进行维修，这样能大大提高生产率，延长设备的维修周期和使用寿命，降低设备的事故发生率，为企业创造直接的可观经济效益，在线监测流程见图1。

图1 减速机在线监测流程

该在线监控系统可提前发现的各类设备故障有：(1)机械类故障：轴承故障、转子不平衡、对中不良、齿轮箱故障、油膜涡动、油膜振荡、摩擦和松动等。(2)电气类故障：转子断条和偏心等。(3)润滑类故障：润滑油液和液压油液等油液监测。

二、减速机监测系统测点安装方案

针对公司大型减速机，采用在线振动监测系统，在立磨机组齿轮箱的敏感测点以钻孔攻丝方式加装振动加速度传感器，采集测点振动数据(包括振动加速度波形和频谱、振动速度波形和频谱、振动位移波形和频谱、解调波形和频谱等参数)，结合现场分析及计算机高级分析，判断机组运行状态、查找可能存在的故障隐患。

振动加速度传感器测点布置原则是：沿振动测点到传感器路径距离最短、且刚性最大。考虑测点布置的经济性，每个轴承沿径向至少应考虑安装一个加速度传感器，对于承受轴向力的轴承，还应考虑加测轴向振动。润滑监测安装在回油管路。该公司减速机共分布10个监测点，其中振动测点9个(电机2个：驱动端垂直和水平；高速轴5个：其中前端3个，水平、垂直和轴向，后端2个，水平和垂直；内齿圈2个：12点方向和3点方向)，润滑测点1个。测点位置如图2。

图2 减速机测点分布

三、振动报警级别定义

根据立磨主减速机参数，参考国际标准ISO 10816-3，规定各个级别的报警参数限值如下：正常(绿色)：<3.5mm/s；预警(黄色)：≥3/5mm/s；报警(橙色)：≥7.1mm/s；红色(危险)：≥11.0mm/s。各级别报警状态描述见表1。

表1 报警状态描述

四、操作流程部分示例

(1)从电脑IE登录相关网址，可以选择关注的减速机，然后看到每个测点的放置位置，见图3。

图3 测点查看界面

(2)选择需要查看的参数，可显示出该参数的振动趋势图，见图4。

图4 选择需要查看的参数

(3)选择具体检测时间点或者在趋势图上选择关注点(见图5)，可以查看该检测点频谱图或波形图，也可以用过滤功能选择时间区间。

图5 选择具体检测时间点

(4)润滑分析的使用：选择第10个点，减速机(油液)点击进人后，可以查看相关参数的趋势图和具体检测时间点的数值(见图6)。

图6 润滑分析的使用

五、应用总结

首先，优化维修策略，控制维护成本。监测产品可为机组的安全长周期运行提供坚实的保障，可为企业顺利实施状态检修提供可靠依据。

其次，挖掘设备信息，提供决策依据。状态监测系统可以挖掘机组早期故障征兆，准确判断故障部位，提供机组状态发展趋势及故障严重程度，帮助用户根据实际状况制定决策，计划维护时间和方式。

第三，利用外部资源，健全人才队伍。远程在线监测功能，可很方便地调动外部的专家资源，从而与企业一起用好状态监测系统，发挥系统应有的作用。

第四，降低运行风险，增加企业利润。预防性诊断分析工作可有效减少严重机组故障，从而可大大减少被迫停机次数，降低运行风险，增加企业利润。