Número de clasificación de la Biblioteca de China: TH-9 Código de identificación de documento: A Número de documento: 1671-7597(2010)0420132-01.
Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología, los equipos mecánicos se vuelven cada vez más complejos y el nivel de automatización es cada vez mayor. El papel y la influencia de los equipos en la producción industrial moderna son cada vez mayores. Los costos relacionados con el equipo también están aumentando cada vez más. Cualquier mal funcionamiento o falla durante el funcionamiento de la máquina no solo causará graves consecuencias, sino que también provocará enormes pérdidas económicas e incluso puede provocar víctimas catastróficas e impactos sociales adversos. Al monitorear el estado de funcionamiento de la maquinaria y diagnosticar tempranamente las tendencias de desarrollo de fallas, se puede encontrar la causa de la falla y se pueden tomar diversas medidas para el mantenimiento, evitando así daños repentinos al equipo y permitiéndole operar de manera segura y económica. Se puede ver que la tecnología de monitoreo y diagnóstico de fallas de equipos juega un papel muy importante en la producción industrial moderna, y la investigación sobre la tecnología de diagnóstico de fallas de equipos tiene una importancia práctica importante.
1 Problemas en el monitoreo de condición y diagnóstico de fallas de maquinaria de baja velocidad y carga pesada
1) La tecnología de medición de baja frecuencia requiere la selección de los parámetros de vibración más adecuados. El parámetro comúnmente utilizado para medir la vibración es la aceleración. Pero la aceleración disminuye a medida que disminuye la frecuencia de rotación.
2) El análisis de baja frecuencia está limitado por el equipo de medición, y la baja velocidad de rotación da como resultado señales de vibración de falla de baja frecuencia.
El filtro de paso alto del sensor filtrará frecuencias inferiores a 2 Hz como ruido. Afectado por el ruido ambiental, el efecto del análisis de vibración es pobre o incluso imposible.
3) El problema transitorio de las fallas de impacto El intervalo de impacto entre cada falla es largo y el método de impacto es difícil de monitorear con precisión las señales de falla.
4) La frecuencia de respuesta al impulso generada por el punto de falla es baja, por lo que no puede estimular componentes de mayor frecuencia.
La dificultad en monitorear maquinaria rotativa de baja velocidad es que cuando la velocidad es superior a 600 rpm, debido a la gran energía de vibración y el corto período, el análisis de vibración se puede utilizar para diagnosticar fallas y condiciones de daño; Maquinaria que gira por debajo de 600 rpm. Debido al largo período de vibración de baja energía, es difícil diagnosticar condiciones de falla. Durante mucho tiempo, las señales de baja frecuencia o incluso de frecuencia ultrabaja (≤2Hz) han estado fuera del alcance de muchos instrumentos de medición y análisis nacionales y extranjeros. La medición de señales de vibración de baja frecuencia requiere sensores e instrumentos de medición especiales. métodos de prueba. La tarea más básica de las pruebas de señales de vibración de baja frecuencia es recopilar con precisión señales de falla de equipos de baja velocidad. Sin señales de vibración correctas, el trabajo de diagnóstico posterior no tiene sentido. Esto requiere minimizar las interferencias electromagnéticas de sensores e instrumentos de medición. Además, existen altos requisitos en cuanto a la resolución, el alcance, el tiempo de muestreo y el tiempo de procesamiento de la señal del sensor. La alta resolución es una condición necesaria para medir señales de vibración de baja frecuencia, porque el valor de aceleración de la vibración de baja frecuencia puede ser bastante pequeño. Por ejemplo, cuando el desplazamiento de la vibración es de 1 mm y la frecuencia es de 1 Hz, el valor de aceleración de la señal es. solo 0,04 m/S2 (0,004 g); el rango de medición del sensor se refiere al valor de medición máximo que el sensor puede medir dentro de un cierto rango de error no lineal. Las señales por debajo o por encima del rango de medición causarán distorsión. Como principio general, cuanto mayor sea la sensibilidad, menor será el rango de medición; por el contrario, cuanto menor sea la sensibilidad, mayor será el rango de medición. La recogida correcta de señales de baja frecuencia debe garantizar una alta sensibilidad y un amplio alcance, por lo que se deben utilizar sensores especiales.
Los requisitos para los instrumentos de medición también son relativamente altos. Por ejemplo, el dispositivo tarda 258 segundos en girar una vez, por lo que se debe establecer un tiempo de muestreo más largo para capturar su señal de vibración sin distorsión. Si el número de líneas de muestreo se establece en 6400 líneas y el ancho de banda de muestreo es de 0 a 4000 Hz, el tiempo de recopilación de datos debe ser de 96 segundos. Tantas líneas, un ancho de banda de muestreo tan amplio y un tiempo de muestreo tan largo imponen altas exigencias a las capacidades de procesamiento de señales y almacenamiento de datos del instrumento de muestreo.
La frecuencia característica de peligro oculto de los rodamientos en equipos de baja velocidad y carga pesada es extremadamente baja, generalmente en el extremo izquierdo del espectro, y la energía de vibración es pequeña, lo que los diagnosticadores ignoran fácilmente. . Además, debido a la gran vibración del propio sistema, las frecuencias características de los componentes ocultos quedan sumergidas, lo que dificulta enormemente el diagnóstico. El análisis del espectro tradicional, la reducción del espectro y las técnicas cepstrales pueden extraer eficazmente características de fallas potenciales a partir de un ruido de fondo intenso.
2 Monitoreo de condición de equipos pesados y de baja velocidad
2.1 El propósito y las tareas del monitoreo de condición
El propósito y las tareas de las pruebas de vibración mecánica se reflejan principalmente en los siguientes aspectos.
1) Puede comprender el estado operativo del equipo mecánico y asegurarse de que su estado operativo esté dentro del rango normal. Mediante pruebas continuas de equipos mecánicos, se puede comprender bien el estado operativo del equipo en cualquier momento. Al mismo tiempo, el funcionamiento anormal de la maquinaria recuerda a la gente que debe tomar medidas correctivas a tiempo.
2) Puede proporcionar una descripción precisa del estado mecánico. Proporciona una base para determinar el contenido y el ciclo de mantenimiento y revisión del equipo, evitando la necesidad de desmontar el equipo para la inspección visual, lo que no sólo mantiene la integridad de la maquinaria en un estado satisfactorio, sino que también mejora la eficiencia del equipo.
3) Lograr un mantenimiento predictivo. A través de las pruebas de vibración, se puede conocer el estado operativo de la maquinaria de manera oportuna y precisa, se pueden predecir las fallas y sus tendencias de desarrollo y se puede brindar soporte técnico para el mantenimiento predictivo de la maquinaria.
2.2 Flujo de trabajo y pasos del monitoreo de condición
Al monitorear y diagnosticar fallas de cajas de engranajes y rodamientos, siempre es necesario seleccionar primero el sensor apropiado e instalarlo en la ubicación adecuada. el punto de medición. Dado que la señal de vibración medida por el sensor es débil, la señal medida por el sensor debe conectarse a un amplificador para su amplificación, y la señal amplificada del amplificador debe conectarse a un acondicionador de señal para su preprocesamiento, como filtrado y reducción de ruido. La señal del acondicionador de señal es una señal analógica y la computadora no puede reconocerla. Por lo tanto, la señal de vibración debe conectarse a un convertidor A/D, es decir, una tarjeta A/D, para convertirla en una señal digital que pueda ser procesada por la computadora. Finalmente, la señal digital se analiza en el dominio del tiempo y de la frecuencia a través de una computadora, logrando así con éxito pruebas de vibración de engranajes y cojinetes.
2.3 Plan de implementación para el monitoreo de condición de maquinaria pesada y de baja velocidad
Utilizando Maanshan Iron and Steel Co., Ltd. como base de prueba, el monitoreo de estado de baja velocidad Se lleva a cabo la operación de maquinaria pesada y de alta velocidad, incluido el rodillo de transmisión por correa principal, tambores reversibles, reductores de elevador, reductores de molino de floración de baja velocidad de alambre y barras, cojinetes de rodillos mezcladores, motores de oruga, cojinetes de muñón del convertidor, reductores del convertidor, verticales. molinos, etc Se analizan las características de vibración de este tipo de equipos. Concéntrese en monitorear equipos defectuosos de baja velocidad y carga pesada y realizar diagnósticos de fallas, incluidos los rodillos de transmisión de la correa principal, las cajas de engranajes reductoras del molino floreciente, los cojinetes de soporte y otros componentes de la transmisión. Entre ellos, las cajas de cambios y los asientos de los cojinetes son componentes propensos a fallas. Como objetos clave de monitoreo, se analizan sus características de falla y se estudian métodos de diagnóstico.
El monitoreo del estado de maquinaria de carga pesada y de baja velocidad se basa en el recolector de datos portátil de doble canal RH802 de Shanghai Rongzhi Company, el sistema de gestión de estado del equipo MRS2.0 y la base de datos SQL.
El recopilador de datos portátil de doble canal RH802 tiene una pantalla LCD grande, proceso simple, tamaño pequeño, peso liviano, fácil de usar, gran capacidad de almacenamiento para cumplir con los requisitos de recopilación de datos de gran capacidad y puede llevar a cabo datos planificados y no planificados Los datos recopilados y no planificados se pueden guardar por número.
El sistema de gestión en red de detección del estado del equipo MRS2.0 es una solución de monitoreo del estado del equipo en red lanzada por Rongzhi Company. Es una herramienta para que el personal profesional y técnico monitoree el estado del equipo y diagnostique fallas. Organiza información de varios niveles, como empresa-fábrica-taller-equipo-puntos de medición en una estructura de árbol.
Gestión y visualización, los usuarios pueden analizar datos rápida y fácilmente en una interfaz gráfica amigable.
El sistema MRS2.0 adopta la estructura B/S y C/S, y es un software de Windows de 32 bits desarrollado en base al sistema Windows y es compatible con Windows.
2000, NT, XP y otros sistemas operativos, SQL Server, Oracle, ACCESS y otras bases de datos.
Para estudiar el monitoreo de condición y el diagnóstico de fallas de equipos de carga pesada y de baja velocidad, se estableció una base de datos de equipos de carga pesada y de baja velocidad con la ayuda del sistema de gestión de mantenimiento de condición de equipo de la compañía Rongzhi. MRS2.0.
En el sistema de gestión del estado del equipo MRS2.0, agregue la maquinaria de baja velocidad y carga pesada que necesita ser monitoreada, haga un diagrama de transmisión, determine la distribución de los puntos de medición y establezca los parámetros de recolección. . Luego desarrolle un plan de seguimiento y un período de seguimiento. Cuando la tarea de monitoreo llega al recolector de datos portátil, puede ir a la escena para monitorear y los datos de la prueba se guardan automáticamente en la ruta establecida.
Una vez completada la prueba en el sitio, los datos de la prueba se cargarán en el sistema de gestión de estado del equipo MRS2.0 para procesamiento de datos, análisis de señales, diagnóstico de fallas y otros trabajos de investigación.
3 Conclusión
Basado en las formas de falla de la maquinaria de baja velocidad y carga pesada (incluidos principalmente rodamientos y engranajes) en la industria metalúrgica y los problemas existentes en el monitoreo de condiciones y Diagnóstico de fallas, este artículo se centra en el monitoreo de condición y la aplicación de tecnología de diagnóstico de fallas en rodamientos y engranajes de baja velocidad y carga pesada. Se estudiaron las características del monitoreo de condición y el diagnóstico de fallas de unidades de baja velocidad y carga pesada.
Materiales de referencia:
Li Chuanqi Chen Kexing. Tecnología de diagnóstico de fallas y monitoreo del estado de los equipos [M] Beijing: Science and Technology Literature Press, 1991.
Wang Nan, Chen, Sun Changcheng. Investigación sobre el diagnóstico de fallos de rodamientos de baja velocidad basado en el análisis de ondas de tensión y ondas [J] Journal of Vibration Engineering, 2007, 20(3).
Zhao,. Monitoreo de condición y diagnóstico de fallas de rodamientos grandes y pesados [J] Journal of North China University of Technology, 1996, 8(3).
, Xia y Liu. Principios, técnicas y aplicaciones de diagnóstico de fallas de equipos [M]. Beijing: Science Press, 1996.