南鋼在線監(jiān)測(cè)在精軋機(jī)上的應(yīng)用

1、高速線材軋機(jī)裝配技術(shù)專業(yè)委員會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)一種行之有效的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在高速線材精軋機(jī)上的應(yīng)用張寶連 陳 建（江蘇南鋼寶興鋼鐵有限公司）摘要：國(guó)內(nèi)許多高速線材生產(chǎn)線都是從國(guó)外引進(jìn)的，裝備水平比較高，設(shè)備運(yùn)行高速化、連續(xù)化和自動(dòng)化。為保證設(shè)備正常運(yùn)行，避免突發(fā)性設(shè)備事故造成的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障診斷是非常有效的手段。傳統(tǒng)的設(shè)備點(diǎn)檢方式已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化設(shè)備生產(chǎn)要求，本文將著重介紹一種簡(jiǎn)易有效、投資較少的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在高速線材精軋機(jī)上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測(cè) 高速線材 精軋機(jī) 1 前言南京鋼鐵集團(tuán)有限公司高速線材廠于1992年建成投產(chǎn)，其關(guān)鍵設(shè)備如精軋機(jī)、吐絲機(jī)、飛剪從意大利達(dá)涅利公司引進(jìn)。經(jīng)過(guò)技術(shù)改

2、造，精軋機(jī)的最大軋制速度由原設(shè)計(jì)75m/s提高到100m/s。在提速之前，精軋機(jī)傘齒輪箱軸承很少出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。但是隨著精軋機(jī)速度的提高，尤其近年內(nèi)作業(yè)率提高，品種鋼比例增加，設(shè)備突發(fā)事故也相應(yīng)增加。為了降低設(shè)備故障率，減少事故損失，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)顯得十分迫切。2 對(duì)精軋機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的必要性精軋機(jī)軋制速度提高后，曾發(fā)生數(shù)起精軋機(jī)傘齒輪箱軸承損壞，由于都是在更換輥箱時(shí)，提前發(fā)現(xiàn)未造成大的事故。這給我們敲響了警鐘。因南鋼高線廠精軋機(jī)是平立交替布置，水平軋機(jī)的傘齒輪箱傳動(dòng)軸軸承部位便于點(diǎn)檢人員檢測(cè)，可以使用便攜式測(cè)振儀對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。而立式軋機(jī)的傘齒輪箱傳動(dòng)軸軸承部位在精軋機(jī)組下部，且被安全護(hù)罩遮

3、蓋住，點(diǎn)檢人員無(wú)法進(jìn)行點(diǎn)檢。為了對(duì)立式軋機(jī)的傘齒輪箱進(jìn)行監(jiān)控，南鋼高線廠決定在立式軋機(jī)傘齒輪箱上安裝一套在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方案確定方案的總體指導(dǎo)思想是經(jīng)濟(jì)、實(shí)用。如果對(duì)精軋機(jī)內(nèi)所有軸承部位都進(jìn)行檢測(cè)，上一套完整的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一次性投資較大，且在短期內(nèi)難于體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)效益。所以從既節(jié)約投資又要解決問(wèn)題的角度考慮，對(duì)水平和立式軋機(jī)的傘齒輪箱采取不同的技術(shù)方案，分步實(shí)施的辦法。3.1 水平傘齒輪箱技術(shù)方案考慮到水平軋機(jī)的傘齒輪箱軸承部位便于點(diǎn)檢人員檢測(cè)，我們選擇了HY-106巡檢儀。該系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)庫(kù)管理、巡檢計(jì)劃制定、巡檢計(jì)劃下達(dá)、數(shù)據(jù)采集、巡檢數(shù)據(jù)回收、巡檢數(shù)據(jù)分析、打印報(bào)表為一體的

4、通用機(jī)器巡檢管理系統(tǒng)。系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心，可以使用戶方便、快捷地進(jìn)行機(jī)器巡檢、狀態(tài)分析和預(yù)測(cè)維修等工作。點(diǎn)檢員每天到設(shè)備檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行取樣，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)點(diǎn)都安裝電子標(biāo)簽，數(shù)據(jù)采集后，在點(diǎn)檢站微機(jī)上自動(dòng)進(jìn)行分析、處理。結(jié)果由點(diǎn)檢站上計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)共享。水平精軋機(jī)加速度傳感器內(nèi)裝集成放大器數(shù)據(jù)采集器便攜式微機(jī)監(jiān)測(cè)和診斷軟件數(shù)據(jù)管理軟件圖1 離線振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)3.2 立式傘齒輪箱技術(shù)方案 立式傘齒輪箱采用在線監(jiān)測(cè)方案，有關(guān)軸承部位都埋設(shè)測(cè)振和測(cè)溫的傳感器，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)立采集儀，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集并將數(shù)據(jù)傳輸至點(diǎn)檢站，系統(tǒng)的型號(hào)為HY-1000。監(jiān)測(cè)和診斷軟件臺(tái)式微機(jī)數(shù)據(jù)采集器器預(yù)處理器電渦流式位移傳感器立式精軋機(jī)數(shù)

5、據(jù)管理軟件圖2 在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)該系統(tǒng)是集數(shù)據(jù)采集、在線監(jiān)測(cè)、故障診斷功能為一體的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械運(yùn)行保障系統(tǒng)，它具有現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、使用靈活、性價(jià)比高的特點(diǎn)。其典型系統(tǒng)組成是以一臺(tái)高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)為管理主機(jī)，采用RS-485通訊總線，與安裝在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的HY-107八通道狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集儀聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集儀實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器輸入信號(hào)的調(diào)理及采樣，可就近安裝與需監(jiān)測(cè)的大型設(shè)備旁，系統(tǒng)布線簡(jiǎn)潔。系統(tǒng)配備以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分析和管理軟件（V1.0）,具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理和分析功能，為企業(yè)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)提供了一種靈活、方便、可靠的現(xiàn)場(chǎng)解決方案。4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置我廠有5臺(tái)立式傘齒輪箱

6、，每臺(tái)傘齒輪箱有兩個(gè)便于檢測(cè)的軸承部位，我們將這兩個(gè)軸承部位定為測(cè)點(diǎn)，先監(jiān)測(cè)10個(gè)測(cè)點(diǎn)，以后待取得使用經(jīng)驗(yàn)后，再擴(kuò)大到其它設(shè)備測(cè)點(diǎn)。因一臺(tái)HY-107數(shù)據(jù)采集儀只有八個(gè)通道，所以我們選擇了采用兩臺(tái)HY-107八通道數(shù)據(jù)采集儀的方案。4.1系統(tǒng)構(gòu)成4.1.1 軟件系統(tǒng)軟件為現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)上安裝的WMS在線監(jiān)測(cè)軟件1套。4.1.2 硬件硬件包括1臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)用工控計(jì)算機(jī)：4U機(jī)箱、工業(yè)級(jí)主板、P4/2. 4G CPU、256M DDR內(nèi)存、10/100M網(wǎng)卡、工業(yè)級(jí)顯卡、17' CRT、40G硬盤，PCI總線RS-485串口通訊卡；2臺(tái)HY-107八通道數(shù)據(jù)采集儀；10個(gè)振動(dòng)傳感器：ICP型加速

7、度傳感器，靈敏度100mV/g，為了工作可靠選擇進(jìn)口傳感器；傳感器電纜線及電纜保護(hù)軟管、通訊電纜線等。4.1.3 采集儀振動(dòng)測(cè)量通道技術(shù)參數(shù)1）采樣頻率：256Hz25.6kHz七級(jí)可選。2）通道測(cè)量參量：加速度、速度、位移及電壓測(cè)量可選。3）程控放大/衰減系數(shù)：1.010.0（步進(jìn)0.1）/1.000.01（步進(jìn)0.01）。4）高通濾波器：10Hz（出廠時(shí)固定，可選2Hz）。5）低通濾波器：程控，100Hz10.0kHz（與采樣頻率相對(duì)應(yīng)）。6）通道測(cè)量參量量程：加速度0.1200.0 m/s2 峰 值速 度0.1140.0 mm/s 有效值位 移14000 um 峰-峰值電 壓±

8、2000 mV 峰-峰值4.2 測(cè)點(diǎn)分布16 #BGV18 #BGV20 #BGV22 #BGV24 #BGV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8HY 107八通道數(shù)據(jù)采采集1 2 3 4 5 6 7 8HY 107八通道數(shù)據(jù)采采集工業(yè)控制計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) 圖3 測(cè)點(diǎn)分布示意圖4.3 軟件主要功能現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軟件(WMS系統(tǒng))可實(shí)時(shí)顯示各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)域波形或?qū)崟r(shí)頻譜或用棒圖表示的實(shí)時(shí)振動(dòng)測(cè)量值?？蓪?shù)據(jù)采集儀上傳的采集數(shù)據(jù)按用戶設(shè)置的時(shí)間間隔定時(shí)儲(chǔ)存于本機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中?？蓪?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、診斷，并自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表。服務(wù)器端的系統(tǒng)軟件(CMS系統(tǒng))主

9、要完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理、生成狀態(tài)瀏覽網(wǎng)頁(yè)供各客戶端計(jì)算機(jī)瀏覽被測(cè)設(shè)備的狀態(tài)，并具有在線數(shù)據(jù)分析、診斷、報(bào)表生成等功能。4.4 網(wǎng)絡(luò)化狀態(tài)監(jiān)測(cè)我廠已建立計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，系統(tǒng)投用后，我們努力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上配備CMS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，即可將在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入分廠局域網(wǎng)。對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)到的設(shè)備狀態(tài)可在分廠點(diǎn)檢站、維修作業(yè)區(qū)及機(jī)動(dòng)部技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)上查看。5 監(jiān)測(cè)實(shí)施效果我廠從2004年年底建立精軋機(jī)立式傘齒輪箱在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，已成功發(fā)現(xiàn)兩起精軋機(jī)傘齒輪箱的軸承故障。2005年8月和2006年12月從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)趨勢(shì)圖上分別發(fā)現(xiàn)精軋機(jī)22#和16#傘齒輪箱振動(dòng)數(shù)值超標(biāo)報(bào)警，經(jīng)過(guò)分析診斷，判斷是傘齒輪箱的軸承損壞故障。于是決定將傘齒輪箱拆離生產(chǎn)線進(jìn)行解體檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)22#傘齒輪箱的一個(gè)軸承保持架出現(xiàn)損壞，16#傘齒輪箱的兩個(gè)軸承保持架均出現(xiàn)損壞。由于及時(shí)進(jìn)行檢修，避免了因軸承損壞后軋機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致傘齒輪損壞報(bào)廢的嚴(yán)重設(shè)備事故。6 結(jié)束語(yǔ) 根據(jù)我們對(duì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，我們認(rèn)為在線監(jiān)控不易大而全，而是應(yīng)該根據(jù)輕重緩急，一次規(guī)劃，分布實(shí)施。開(kāi)始時(shí)，可選擇簡(jiǎn)易有效、投資較少的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。另外，要注意系統(tǒng)投用以后的管理和人員培訓(xùn)，一定