石化企業電機滾動軸承故障診斷模型研究
2008-12-11
在石化企業檢維修設備工作中，電機滾動軸承故障的診斷是我們面臨的一個重要的課題。滾動軸承的故障，若能做到提前預測和發現，及時排除故障，可避免更大的損失，甚至可使設備達到零故障運行，減少維修成本。本文試圖分析長煉電機滾動軸承故障診斷現狀、分析電機滾動軸承故障診斷改進辦法、分析建立石化企業電機滾動軸承故障診斷模型，希望對我們電機滾動軸承故障診斷實踐工作有借鑒意義。
1兩種滾動軸承故障診斷儀在長煉的應用
1．1 CMJ一1型沖擊脈沖計的應用
長煉自1971年建廠到2008年30多年以來電機滾動軸承故障診斷，一直采用上海航空測控技術研究所研制的CMJ型沖擊脈沖計，采用沖擊脈沖法診斷滾動軸承故障簡便可靠，是現場簡易診斷的有效手段之一(見表1)。
1．2 01dB—METRAVm型滾動軸承專家診斷儀的應用
2006年長煉電機滾動軸承故障診斷，開始采用法國AREVA集團公司制造的01dB—METRAVIB型滾動軸承專家診斷儀，它是采用Def特征值診斷技術，用Def特征值表示軸承缺陷程度，省去了測量之前需要確定機器的轉速、軸的直徑、軸承類型、機器載菏等數據的步驟，不但提高了測量效率，也提高了診斷準確度(見表2)。
2目前長煉電饑滾動軸承故障診斷現狀分析
從多年的工作實際中和電機滾動軸承故障統計數據分析，發現兩種滾動軸承故障診斷儀在長煉的應用還存在一些盲區。
首先，完全依據01dB—METRAVIB型滾動軸承專家診斷儀Def 12個特征值數字判斷軸承故障程度，并決定電機軸承的檢修有誤區。。滾動軸承Def特征值在8以上，作為軸承不需要更換，其實際的影響因素不是滾動軸承本身原因，而是電機安裝方式、機座基礎、聯軸等多方面原因；第二，滾動軸承Def特征值在4以下，但電機出現的鑲套故障時，Def特征值或分貝值還有相當比例在安全范圍內。
第二，在實際工作中，企業規定維護班組每月完成電機檢修臺數指標，難免存在提前結束電機滾動軸承的壽命周期，增加了設備成本和人工成本。
第三，對于電機滾動軸承的診斷，在實際工作中，我們不能排除依靠工人的經驗，如手摸、耳聽等經驗診斷方法，但這種經驗診斷法屬于個人主觀性的判斷。用經驗診斷法去診斷軸承故障的診斷審批程序有待完善。
第四，如何在實際工作中落實電機狀態監測的工作標準、使用正確的測量方法。如落實固定檢測點的標識、縮小工人使用測量工具采集數據的差異及加強軸承趨勢分析等方面有待改進。
3電機滾動軸承故障診斷模型的建立
總結長煉多年來滾動軸承故障診斷的實踐經驗，結合工作中電機滾動軸承故障診斷的實際，借鑒國內外滾動軸承故障診斷的文獻研究成果，本人從3個維度提煉出了長煉滾動軸承故障診斷模型。該模型的建立，可以克服目前滾動軸承故障診斷存在的問題，為我們工作實際和其他企業提供有益的借鑒和幫助(如圖1)
3．1制度模塊
3．1．1軸承檢修標準
目前長煉軸承檢修標準建立了自己企業標準，同時建立了檢修項目、檢修周期、滾動軸承加速度標準、滾動軸承磨損Z大允許值以及潤滑脂的填入等相關規定。電機振動烈度檢修標準通常采用標準化組織頒發的標準(如IS02372標準)判斷軸承振動狀態。在電機振動狀態監測中，由于分貝值標準、滾動軸承Def特征值標準、電機振動烈度檢修標準不能完全滿足監測要求，我們根據經驗據的分析，在此基礎上還建立了電機個性化的相對和類比等企業技術參數標準。
3．1．2軸承維護制度
軸承除了建立軸承檢修標準外還建立滾動軸承維護員工培訓制度、維護標準、維護的記錄、處和報告制度、維護的專人負責和考核制度、滾動軸承故障的持續改進制度等。員工滾動軸承維護的程序文件主要建立滾動軸承監測程序文件和滾動軸承監測診斷程序文件，嚴格執行標準的程序。員工滾動軸承維護的作業文件主要建立滾動軸承分貝值檢測單、滾動軸承加油記錄、電機狀態監測記錄、電機故障診斷審批單、電機檢修記錄。
3．2程序模塊
3．2．1軸承狀態監測
我們在長期生產過程的狀態監測中發現，滾動軸承的運轉狀態在其使用過程中有一定的規律性，并且重復性非常好。設置固定測點：測量點要盡可能選擇在軸承的負載區，測量點要選擇沖擊波能夠直線傳播而達到的位置，避開零件和零件之間的邊界面和有口腔的部位，保證傳感器探頭與測點有良好的接觸、傳感器探頭的球面半徑要小于測點所在設備的曲率半徑，測點一旦選定應做上標記。進行趨勢分析：依據設備歷史數據繪制出設備狀態變化曲線：真實準確反映滾動軸承振動狀態，在軸承分貝(dB)值和滾動軸承Def特征值失效的情況下，進行趨勢分析是我們一種非常好的方法。同時軸承狀態監測一定要專人負責，嚴格定時測量、正確測量、真實記錄。
3．2．2軸承故障診斷
狀態監測人員必須首先了解和掌握電機的工作原理、結構特點、故障維修內容、維修歷史以及設備診斷技術資料，采用離線人工分析診斷、在線監測診斷和遠程監測診斷，我們一般采取在線故障診斷。按監測手段，可以采取下面的方法：
①時間檢修法：根據周圍環境溫度和電動機極數確定檢修周期。特殊電機電動閥檢修周期5年，吊車電機3年。
②數值檢修法：以分貝值、Def特征值、溫度的數據分析為依據。根據監測值和單體電機建立的基準參數，做滾動軸承的趨勢分析，如沒有超出規定檢修值按電機故障檢修審批單程序做出是否檢修的結論。
③排除檢修法：由于電動機基座、聯軸器等機組關聯部分的影響，無法準確把握軸承的故障時，就要卸下聯軸器，檢查機座螺母是否松動，必要時做轉子動平衡實驗。
④聲音檢修法：實際是經驗檢修法，在實際工作中，由于個體的差異性，我們無法讓每一個人對同一臺電機聲音的結果做出相同的判斷，但這種方法在工作中是一種必不可少的方法。
⑤圖表分析法：根據監測通頻振幅、分頻振幅、振動烈度、相位、軸心位置、軸向位置、差脹、對中度、溫度、潤滑油壓等參數可以建立如時域波形圖、波特圖、極坐標圖、軸心位置圖、軸心軌跡圖、頻譜圖、瀑布圖、坎貝爾圖和趨勢分析圖。
⑥損傷分類法：根據滾動軸承損傷分類現象采取不同檢測方法。
其實根據診斷方法的原理，還可以采用頻域分析法、時域分析法、統計分析法、非平穩信號分析法、信息理論分析法和人工智能方法。這些方法在實際中不是單一的應用，而是相互交叉，互相融合。
3．3作業模塊
3．3．1滾動軸承檢修
滾動軸承的更換：軸承的缺陷有外層缺陷、內層缺陷、滾珠缺陷、保持架缺陷。長煉滾動軸承的故障標準是《電氣設備檢修規程電動機篇》。滾動軸承檢修的幾個關鍵點：使用專用起拔工具，軸徑
3．3．2質量控制
質量控制的主要方法：
①軸承分貝值檢測單：利用軸承分析儀進行測試，新軸承進行裝配前分貝值檢測，同時對換下的軸承進行檢測，分析是否達到壽命期和檢修前運行測量的分貝值(或Def值)進行比較分析，提高我們判斷軸承故障的正確性。
②電機軸承運行加油及iiZB,-j器記錄：建立軸承運行中加油規定，規定加油的數量、加油運行的時間規定，并且把加油時間、加油原因、油脂型號、加油數量、加油前后分貝值及排油Et期等內容認真填人記錄本。同時注意每次加油應與狀態監測相結合。
③電機檢修記錄：電機檢修記錄是反映電機檢修過程的記錄，對于今后電機再次檢修或故障的判斷有重要意義。記錄的主要內容有：電機銘牌參數、軸承檢修前后間隙、檢修中發現的缺陷及處理情況、檢修的項目；監測后絕緣電阻、空載電流、軸承溫度、軸承分貝值、運行時間的統計等項目；參加檢修的人員、檢修負責人、質量驗收人、檢修日期等。
④電機狀態記錄監測記錄：無特殊要求，運行中電機每周監測一次，對于開停頻繁運行時間又很短的電機盡量保證每月一次，對運行分貝值超標者至少每天一次；監測時分別記錄好軸承前后分貝值(或Def值)。每月必須指定專人負責。
⑤電機檢修故障診斷審批單：公司所有電機檢修，要設置電機故障診斷審批單這一質量控制作業文件。凡是公司的電機檢修必須做出班組成員診斷意見、班長意見、分公司設備崗位意見、裝置意見，做出正確判斷，同意檢修后，再迅速安排檢修計劃。
3．4模型的持續改進
滾動軸承故障診斷的持續改進，Z關鍵體現在滾動軸承故障診斷的持續改進制度上。制度模塊、程序模塊、作業模塊各子件的改進，要根據實際情況按公司ISO管理體系及時改進，同時要建立滾軸承故障診斷的持續改進的定期總結、定期研討、獎勵制度。要細化滾動軸承故障診斷的持續改進的項目，如品牌優質軸承供應商的評估、先進電機狀態監測儀器的市場凋研及設備引進、先進的滾動軸承故障診斷管理方法的引進。做到有專人負責、有計劃、有課題，通過持續的改進，使滾動軸承故障診斷在技術和管理方面都走在檢維修行業的前列。
