滾動(dòng)軸承與沖擊脈沖2010

1、設(shè)備狀態(tài)診斷方案設(shè)備狀態(tài)診斷方案方案實(shí)施的技術(shù)和策略方案實(shí)施的技術(shù)和策略滾動(dòng)軸承監(jiān)測(cè)的常規(guī)檢測(cè)手段和故障分類滾動(dòng)軸承監(jiān)測(cè)的新技術(shù)-SPM沖擊脈沖技術(shù) Reactive (Break-Down) Maintenance Preventive Maintenance (PM) Predictive Maintenance (PdM) Proactive Maintenance (PAM)Reactive (Break-Down) Maintenance“任其損壞任其損壞”優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 不必投資在狀態(tài)監(jiān)測(cè)上不必投資在狀態(tài)監(jiān)測(cè)上 不會(huì)出現(xiàn)過度維修不會(huì)出現(xiàn)過度維修 適用于少數(shù)非重點(diǎn)設(shè)備適用于少數(shù)非重點(diǎn)設(shè)

2、備缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 無法預(yù)測(cè)事故停機(jī)無法預(yù)測(cè)事故停機(jī) 產(chǎn)生設(shè)備二次損壞及災(zāi)難性后果產(chǎn)生設(shè)備二次損壞及災(zāi)難性后果 生產(chǎn)損失生產(chǎn)損失 高額維修費(fèi)用高額維修費(fèi)用 管理失控管理失控急診室急診室2001年年8月月16日安裝在線監(jiān)控系統(tǒng)日安裝在線監(jiān)控系統(tǒng)2001年年8月月21日日TC1軸承失效軸承失效 (已使用已使用10,000 小時(shí)小時(shí))事后維修的代價(jià)事后維修的代價(jià)在線系統(tǒng)安裝后，在線系統(tǒng)安裝后，TC1即處于紅區(qū)，即處于紅區(qū)， TC2、 TC3處于綠區(qū)；處于綠區(qū)；軸承沖擊脈沖值開始時(shí)為軸承沖擊脈沖值開始時(shí)為 88 dBsv (報(bào)警極限為報(bào)警極限為 85 dBsv) 失失效時(shí)為效時(shí)為 96 dBsv. 在海上

3、更換軸承，耽擱時(shí)間在海上更換軸承，耽擱時(shí)間二次損傷，造成葉片和迷宮密封損傷二次損傷，造成葉片和迷宮密封損傷 (價(jià)值價(jià)值$180,000)到達(dá)港口后，更換整個(gè)軸系，浪費(fèi)時(shí)間到達(dá)港口后，更換整個(gè)軸系，浪費(fèi)時(shí)間 Preventive Maintenance“定期體檢定期體檢”優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 維修以可控制的方式在方便的時(shí)間進(jìn)行維修以可控制的方式在方便的時(shí)間進(jìn)行 減少意外事故，有效避免災(zāi)難性事故減少意外事故，有效避免災(zāi)難性事故 可更好的控制備件，節(jié)約資金可更好的控制備件，節(jié)約資金缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 狀態(tài)良好的設(shè)備也被頻繁檢修（維修過盛）狀態(tài)良好的設(shè)備也被頻繁檢修（維修過盛） 失修與欠修失修與欠修計(jì)劃外故障停機(jī)計(jì)

4、劃外故障停機(jī) 體檢室體檢室故障機(jī)率故障機(jī)率改進(jìn)故障認(rèn)知模式改進(jìn)故障認(rèn)知模式“浴盆浴盆”曲線值得信賴嗎？曲線值得信賴嗎？老話期運(yùn)行期調(diào)試磨合期故障隨機(jī)發(fā)生故障隨機(jī)發(fā)生初期初期后期后期Predictive Maintenance“沒有故障就不修沒有故障就不修”優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 減少意外停機(jī)減少意外停機(jī) 僅在需要時(shí)購買和使用所需備件僅在需要時(shí)購買和使用所需備件 只需在適當(dāng)時(shí)候進(jìn)行維修只需在適當(dāng)時(shí)候進(jìn)行維修缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 監(jiān)測(cè)儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費(fèi)監(jiān)測(cè)儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費(fèi) 不能延長設(shè)備壽命不能延長設(shè)備壽命監(jiān)測(cè)室監(jiān)測(cè)室2001年年3月安裝月安裝2003年年1月更換月更換總運(yùn)行時(shí)間總運(yùn)行時(shí)間: 22

5、個(gè)月個(gè)月新軸承新軸承新軸承新軸承預(yù)測(cè)維修經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估預(yù)測(cè)維修經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估VTR 714軸承每套 USD 20,000 to 25,000VTR 714軸系每套 USD 120,000 to 150,000更換軸承推薦時(shí)間為 10,000 小時(shí) (16個(gè)月)17 條船，實(shí)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)4 年軸承更換時(shí)間 由10,000小時(shí)提高到20,000(有些軸承達(dá)到 30,000 小時(shí))總的價(jià)值：總的價(jià)值：17 x 3 臺(tái)渦輪增壓器 x USD 20,000 = USD 1,020,000 沒有包括節(jié)省時(shí)間與人工的效益及二次損傷費(fèi)用沒有包括節(jié)省時(shí)間與人工的效益及二次損傷費(fèi)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的保護(hù)系統(tǒng)保

6、護(hù)系統(tǒng)保障運(yùn)行，避免事故造成二保障運(yùn)行，避免事故造成二次損傷次損傷預(yù)知維修預(yù)知維修提前預(yù)警，減少非計(jì)劃停機(jī)提前預(yù)警，減少非計(jì)劃停機(jī)事件事件故障診斷故障診斷指導(dǎo)維修進(jìn)程，實(shí)施精密維指導(dǎo)維修進(jìn)程，實(shí)施精密維修修根源分析根源分析有目的地提高設(shè)備可靠性有目的地提高設(shè)備可靠性振動(dòng)超標(biāo)振動(dòng)超標(biāo)應(yīng)停機(jī)檢修應(yīng)停機(jī)檢修設(shè)備預(yù)警健康壽命約8周，請(qǐng)?jiān)诖似陂g安排維修更換電機(jī)驅(qū)動(dòng)端軸承，非驅(qū)動(dòng)端改善潤滑，并精密對(duì)中與軸承商商洽如何改善軸承品質(zhì)維修部，李工維修部，李工可靠性部，王工可靠性部，王工對(duì)中不良對(duì)中不良溫度過高溫度過高耦合不良耦合不良齒輪損壞齒輪損壞軸承損壞軸承損壞不平衡不平衡 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 油膜軸承油膜軸承

7、 自潤滑軸承自潤滑軸承滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承高速軸承高速軸承低速軸承低速軸承大于大于600 r/min小于小于600 r/min滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承軸承的分類軸承的分類軸承的故障分類軸承的故障分類 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承疲勞剝落疲勞剝落磨損磨損塑性變形塑性變形銹蝕銹蝕斷裂斷裂膠合膠合保持架損壞保持架損壞 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承巴式合金松脫巴式合金松脫巴式合金損壞巴式合金損壞軸承殼體配合松動(dòng)軸承殼體配合松動(dòng)軸承間隙過大軸承間隙過大滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承聽音法測(cè)溫法油液檢測(cè)法頻譜分析法滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承v 高速軸承高速軸承聽音法聽音法測(cè)溫法測(cè)溫法油液檢測(cè)法油液檢測(cè)法峰值能量法峰值能量法頻譜分析法頻譜分析法沖擊脈沖法沖擊脈沖法v

8、 低速軸承低速軸承沖擊脈沖法沖擊脈沖法聲發(fā)射法聲發(fā)射法頻譜分析法頻譜分析法 聽音法聽音法 測(cè)溫法測(cè)溫法 油液檢測(cè)法油液檢測(cè)法 聲發(fā)射法聲發(fā)射法 峰值能量法峰值能量法 頻譜分析法頻譜分析法 沖擊脈沖法沖擊脈沖法EVAMMethodSPM MethodVibration Severityv 采集高頻加速度信號(hào)判斷軸承好壞；采集高頻加速度信號(hào)判斷軸承好壞；v 從振動(dòng)的角度來說，軸承的故障為高頻故障，從振動(dòng)的角度來說，軸承的故障為高頻故障，一般軸承的故障頻率在一般軸承的故障頻率在300Hz300Hz以上。以上。v 直接給出良好、輕微故障、嚴(yán)重故障評(píng)判。直接給出良好、輕微故障、嚴(yán)重故障評(píng)判。v利用專利的

9、應(yīng)力數(shù)評(píng)判法，檢測(cè)軸承故障；利用專利的應(yīng)力數(shù)評(píng)判法，檢測(cè)軸承故障；v無需參數(shù)輸入，如轉(zhuǎn)速、尺寸；無需參數(shù)輸入，如轉(zhuǎn)速、尺寸；v不僅可以診斷常規(guī)軸承，還可以檢測(cè)止推軸承故障；不僅可以診斷常規(guī)軸承，還可以檢測(cè)止推軸承故障；v特別適用于低速軸承的故障檢測(cè)；特別適用于低速軸承的故障檢測(cè)； 沖擊脈沖法沖擊脈沖法SPM專利技術(shù)沖擊脈沖方式?jīng)_擊脈沖方式振動(dòng)和沖擊脈沖的區(qū)別振動(dòng)和沖擊脈沖的區(qū)別沖擊脈沖高頻、低能信號(hào)沖擊脈沖高頻、低能信號(hào)振動(dòng)低頻、高能信號(hào)振動(dòng)低頻、高能信號(hào)沖擊脈沖信號(hào)處理過程沖擊脈沖信號(hào)處理過程dBm / dBcTLR / HRAdBcdBmHRLR40 shocks / sec1000 sh

10、ocks / sec200 shocks / sec沖擊脈沖的計(jì)數(shù)沖擊脈沖的計(jì)數(shù)狀態(tài)值狀態(tài)值.COND No.35 - 60 紅區(qū)紅區(qū)above 5 std21 - 34 黃區(qū)黃區(qū)3 - 5 std0 - 20綠區(qū)綠區(qū)up to 3 stdtime軸承損壞 缺油 安裝不良SPM沖擊脈沖監(jiān)測(cè)沖擊脈沖監(jiān)測(cè)充分的預(yù)警時(shí)間充分的預(yù)警時(shí)間智能的軸承狀態(tài)評(píng)估智能的軸承狀態(tài)評(píng)估Evaluation frame,depending on TYPECOMP = CompensationCondition:red-bad, CODE Dyellow -caution, CODE B, Cgreen-good, C

11、ODE A Bearing data NORM -ISO xx100 TYPE 3rpm COMP 4Dm 87 mmLR/HR readingBasic data 2, AnalyzerBasic data 1, Analyzer Bearing data NORM 18 ACC3 TYPE 1 TLTon COMP 4 SPM CODE AACC3 LUB 4LR27 COND -HR23 LR/HR獨(dú)有的軸承壽命評(píng)估獨(dú)有的軸承壽命評(píng)估獨(dú)有的獨(dú)有的SPM頻譜分析頻譜分析專利的專利的“EVAM”方法方法60504030201001000 Hz振動(dòng)總量VelAcc沖擊CrestKurtSkew

12、摩擦 NL1NL2NL3NL4征兆齒輪嚙合不平衡不對(duì)中軸承潤滑狀態(tài)代碼軸承潤滑狀態(tài)代碼 Lub No.Lub 0 干摩擦狀態(tài)干摩擦狀態(tài)Lub 1-2 邊緣潤滑狀態(tài)邊緣潤滑狀態(tài)Lub 3-4 良好潤滑狀態(tài)良好潤滑狀態(tài)滾珠軸承滾珠軸承Lub2以上為好以上為好 , 滾柱軸承滾柱軸承Lub4以上為好以上為好粘度粘度潤滑油潤滑油溫度溫度潤滑油潤滑油供給量供給量靜載和動(dòng)載靜載和動(dòng)載預(yù)緊力預(yù)緊力對(duì)中程度對(duì)中程度軸軸/軸承座加工精度軸承座加工精度軸承的精度軸承的精度總載荷總載荷轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速油膜質(zhì)量油膜質(zhì)量表面粗糙度表面粗糙度清潔度清潔度潤滑油膜厚度潤滑油膜厚度1 x L10 x LTime919495969798

13、9940080012001600200024007801280146016802040608010012014084108124104623826Total of bearings ( Total of components) PCQty. of consumed bearingESM 1: 軸承的用量軸承的用量YearTotal of bearings (Total of compoents)Qty. of consumed lubricants KgESM 2：軸承的用量軸承的用量Year919495969798994008001200160020002400780128014601680

14、200400600800100012001400480750864360大量實(shí)驗(yàn)證明：大量實(shí)驗(yàn)證明：u 軸承正常壽命為軸承正常壽命為5000-500005000-50000小時(shí)；小時(shí)；u 當(dāng)沖擊脈沖值達(dá)到當(dāng)沖擊脈沖值達(dá)到6060分貝分貝時(shí)，時(shí)， 軸承壽命終結(jié)。軸承壽命終結(jié)。不不同同階階段段的的沖沖擊擊脈脈沖沖圖圖新出廠的電機(jī)安裝新出廠的電機(jī)安裝SPM測(cè)試適配螺釘測(cè)試適配螺釘ABB電機(jī)案例分析案例分析1案例分析案例分析2案例分析案例分析3案例分析案例分析4案例分析案例分析5案例分析案例分析6案例分析案例分析7沖擊脈沖的核心技術(shù)沖擊脈沖的核心技術(shù)沖擊脈沖頻譜沖擊脈沖頻譜SPM Spectrum沖擊

15、脈沖傳感器沖擊脈沖傳感器020406080100202xnn0100200300400500600700800900100000.20.40.6 t0.000010.000020.16 00.0050.010.0150.020.0250.030.035202軸承損傷軸承損傷不平衡不平衡不平衡不平衡軸承故障軸承故障HzTranscientsResonance00.0050.010.0150.020.0250.030.035202 t0.000010.000020.16 00.0050.010.0150.020.0250.030.035202UnbalancePeaks around the re

16、sonans frequencyBand pass filter在共振頻率區(qū)進(jìn)行包絡(luò)在共振頻率區(qū)進(jìn)行包絡(luò)020406080100202xnn0500011041.510421042.510431043.5104410400.05Hz 0 .100 .1Signal after band pass filter 0 .1After rectifying001.After envelopingPeak detection00 .1t0.000010.000020.16 00.0050.010.0150.020.0250.030.035202Bearing damageBearing damageI

17、I. Frequency domain00 .1dBmdBcI. Time domain (SPM)00 .1BDMVDMTMMBDM軸承監(jiān)測(cè)軸承監(jiān)測(cè)振動(dòng)監(jiān)測(cè)振動(dòng)監(jiān)測(cè)溫度監(jiān)測(cè)溫度監(jiān)測(cè)4-20 mAPLCCMM Measuring logic Alarm logic Power supplyPLC Measuring logic Alarm logic Power supply4-20 mArelays總量振動(dòng)監(jiān)測(cè)總量振動(dòng)監(jiān)測(cè)沖擊脈沖監(jiān)測(cè)沖擊脈沖監(jiān)測(cè)Measuring parametersMeasuring parameters2#軸承失效軸承失效1#軸承報(bào)警軸承報(bào)警振值上升振值上升88dBsv

18、96dBsv1.8mm/s3.2mm/s53dBsv71dBsv 啟動(dòng)變速箱 靜液壓變速箱 前、后通風(fēng)機(jī) 啟動(dòng)發(fā)電機(jī) 勵(lì)磁電機(jī) 啟動(dòng)變速箱過橋軸軸承啟動(dòng)變速箱過橋軸軸承整備車間的檢測(cè)工程師檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該軸承沖擊脈沖報(bào)警，分別在3月20日和27日檢測(cè)到軸承故障征兆，反饋到檢修車間，沒有得到重視，僅作潤滑處理，雖然28日檢測(cè)沖擊脈沖數(shù)值有下降，但是仍然紅色報(bào)警。 麻煩來了 4月5日該機(jī)車發(fā)生嚴(yán)重的齒輪箱事故，被迫甩車 開箱檢查，發(fā)現(xiàn)軸承嚴(yán)重?fù)p傷所導(dǎo)致！ 看看檢測(cè)到的數(shù)據(jù)看看檢測(cè)到的數(shù)據(jù) 3月月20日沖擊脈沖頻譜日沖擊脈沖頻譜3月月28日頻譜顯示故障已惡化日頻譜顯示故障已惡化3月月27日沖擊脈沖頻譜日沖擊脈沖頻譜難點(diǎn)：難點(diǎn)： 轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速高 變速變速 高溫高溫 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承出現(xiàn)不平衡癥狀的增壓器出現(xiàn)不平衡癥狀的增壓器機(jī)車走行部機(jī)車走行部主軸軸承主軸軸承變速箱齒輪變速箱齒輪電機(jī)軸承電機(jī)軸承頂輪檢測(cè)頂輪檢測(cè),精密診斷軸承和齒輪狀態(tài)精密診斷軸承和齒輪狀態(tài)軸承和齒輪狀態(tài)一目了然軸承和齒輪狀態(tài)一目了然