高恩运，姚林
摘要：本文概述了精密点检在冷轧厂的应用，并详细介绍了冷连轧机入口张力控制辊组减速机振动的测量，采集数据的分析、处理及故障诊断。
关键词：冷连轧机；张力控制辊组；减速机；振动；精密点检
中图分类号：TH165.3文献标识码：B
点检定修制在冷轧厂实行以来，设备故障率逐步下降，有效作业率逐年提高。点检定修的核心是设备状态监测和故障诊断。在实行点检定修制过程中，由于经验不足和复杂多变的现场实际情况，仅靠“视、听、触、摸、嗅”等方法来监测设备的运行状态远不能满足现代化企业大生产的需要。在以事后修理和预防维修为主的时代，由于无法定量掌握设备的劣化和故障，要减少故障发生率，则必须缩短维修周期，增加不必要的检修次数。为减少维修次数、降低维修成本、尽可能延长零部件的使用寿命，必须加强精密点检，实行预知维修，通过各种先进的仪器仪表监测设备劣化状态，掌握劣化程度，及时维修，减少故障损失。
一、张力控制辊组系统简介
冷连轧机采用大张力轧制的目的是防止带钢跑偏、使带钢板形平直、降低轧制变形区的变形抗力、调节主电机负荷、微量调节带钢厚度。一机架人口的张力，是根据张力设定值和变化值，通过动态调整轧机入口S辊的速度实现的。
冷轧2#生产线轧机入口设有No.5和No.6两个张力控制辊组，分别控制酸洗出口活套带钢张力和轧机入口带钢张力。张力控制辊减速机的结构见图1。
电动机型号为1PQ315-6PM80-Z315；转速为0~990r/min；功率为190kW；额定电压为690V。
减速机为二级减速，传动比为13.44；其中I轴齿轮齿数为20，Ⅱ轴大齿轮齿数为83，Ⅱ轴小齿轮齿数为21，Ⅲ轴齿轮齿数为63；各齿轮均为斜齿；减速机轴承为滚动轴承。
二、存在的问题
由于带钢张力波动，减速机频繁加、减速，处于非稳定工作状态，I轴先后出现过两次断裂故障。由于事先无法通过传统的点检方法检测到任何征兆，这类偶发故障发生后，造成轴承、联轴器、齿轮、轴等相关零部件损坏，增加了修理时间和维护费用。因此对这些设备的劣化状态进行监测，掌握劣化趋势，预测故障可能发生的时间，对于像酸洗一轧机这样的大型自动化设备来说势在必行。这类问题，用简易的振动测量、分析方法，即可得到解决。用测振仪测出减速机的振动数据（测点见图1），然后通过幅域、时域、频域和相域分析等信号处理方法，分析故障原因，找出故障源，进而避免突发性事故的发生。
三、减速机振动的测量及时域、频域分析
正常工作时电机转速在400~990r/min之间，采集下面几组数据时，电机转速为600r/min，Ⅰ级齿轮啮合频率GM1=200Hz，Ⅱ级齿轮啮合频率GM2=50.6Hz。
图2为测点1垂直方向时域波形图，波形中存在着调幅现象，可以判断齿轮存在故障，且为均布缺陷，如齿轮均匀磨损、划痕、擦伤、大面积点蚀等。
图3是2005年10月21日测得的减速机测点1垂直方向频域图。190Hz(Ⅰ级齿轮啮合频率）和382Hz处产生尖峰，分别为0.55mm/s和0.50mm/s，Ⅰ级齿轮啮合频率出现明显的二倍频。新齿轮全频范围内振动水平低，啮合频率分量及其二、三次谐波分量依次减小。此波形啮合频率幅值与其二倍频幅值相近，故可能是Ⅰ级啮合齿轮存在轻微的齿面点蚀剥落。
图4是2005年11月15日测得的减速机测点1垂直方向频域图。发现啮合频率的二倍频处(382Hz)振动值已增大到0.60mm/s，大于I级齿轮啮合频率（190Hz）处的振动值（0.55mm/s），并且三倍频（575Hz）振动值显著。振动水平增加，啮合频率二次谐波幅值超过基波幅值，说明故障已经恶化，达到中等点蚀；三倍频的振值明显，表明齿轮故障有继续扩大的趋势；二次谐波边频增多，查细化谱线，发现啮合频率的边频间隔为10Hz，恰为Ⅰ轴转频，故可以断定Ⅰ轴齿轮存在点蚀故障。检修时将减速机入孔盖打开检查，发现确实存在中等点蚀现象。
图5是测点1垂直方向测量值趋势图，振值从2005年10月开始呈上升趋势，12月末到2006年2月期间上升趋势明显，并且已经达到注意值（根据ISO-2372振动判定标准，此设备的振动值达到2.8即进入危险区域），按照此趋势发展，预计在一个月内即有可能达到危险值。所以决定对设备进行维修，更换了此齿轮轴，此后测点1振动值恢复到正常水平。
四、结论
冷轧厂2#线酸轧联合机组实施精密点检一年来，通过简易振动测量分析发现了多次设备隐患，减轻了专业点检员的工作压力，缩短了故障检查和诊断的时间，减少了解体检查的次数，提高了设备运转的稳定性，使其最充分地发挥了效能。有时单靠一种分析手段很难使问题彻底解决，可以综合运用温度、磨损、失效分析以及无损探伤等辅助诊断手段。精密点检的应用具有以下意义。
1．在设备发生突发性故障前可掌握该设备的劣化程度及故障源，为检修计划的制定提供可靠依据；
2．降低设备突发性故障停机时间，提高设备有效作业率；
3．降低维修成本；
4．为同类设备的精密点检奠定了基础。
参考文献：
虞合济，韩庆大，李沈．设备故障诊断工程．冶金工业出版社，2001.
易良榘．简易振动诊断现场实用技术．机械工业出版社，2003.