艾默生CSI振动分析仪在纸厂状态监测中的应用

我们知道，造纸行业中排名前100位的公司在开展设备状态监测时，有超过一半的公司选择了艾默生CSI振动分析仪。国内在状态监测方面起步较早的纸厂如UPM、APP等，也都使用了CSI振动分析仪，并且这些客户在设备管理方面都取得卓越成效。是什么原因促使他们选择了CSI振动分析仪呢？哥伦比亚某纸厂资深状态监测工程师鲁迪谈到了他对CSI振动分析仪的看法，“CSI振动分析仪的确不错，尤其是它的Peakvue专利技术。市场上各种分析仪我都用过，但它们的轴承故障诊断技术（调制解调）和CSI的比起来相差很远。我对此深信不疑，因为我在现场已经得到了无数次的验证……” 大家都知道，轴承是旋转设备的心脏，一旦轴承损坏，整个设备就不能继续工作了。这对于现代化高速造纸机械来说，尤为重要。如果设备存在轴承故障但未能及时发现，那轻则轴承烧毁，重则将导致其它部件损坏，由此造成的非计划停机损失极大。由于早期的轴承故障在振动信号上表现出高频低幅的特点，这些振动信号很容易被其它振动信号所掩盖，因此很多振动分析仪都采用了调制解调（或称包络检波）技术，调制解调技术可以检测轴承早期故障，但对故障的严重程度却无法做出准确的预测，也不能对轴承故障做出准确的趋势跟踪。为此，艾默生公司开发出了全新的专利技术-Peakvue技术。Peakvue技术采集的是应力波，应力波的产生是由于金属之间发生直接接触。早期的疲劳剥落、齿轮和轴承缺陷、摩擦磨损和冲击等等都会产生应力波。高级专利技术PeakVue正是采集和监测这些短暂的应力波，获得应力波的峰值及其出现的频率，并转换为频谱进行分析。Peakvue技术可以检测出轴承早期故障，并且还可以准确预测出故障的严重程度，跟踪Peakvue趋势就可以准确判断轴承故障的发展进程。 现在我们来看一些纸厂的实例： 案例1 后段烘缸展开辘中间轴轴承故障 2005年10月20日该中间轴轴承的Peakvue趋势突然上升，幅值从15g上升到83g；普通的振动趋势上没有异常。见图1与图2： 图1：中间轴轴承Peakvue趋势 图2：中间轴轴承普通振动趋势 进一步做深入分析发现频谱上有明显的轴承外圈故障频率，于是在2005年11月14日更换轴承，更换轴承后，Peakvue的趋势大幅下降。见图3与图4： 图3：中间轴轴承频谱上有明显的轴承外圈故障频率 图4：拆出的展开辘中间轴轴承轴承外圈照片 从损坏的中间轴轴承来看，轴承进水是引起Peakvue趋势突然上升的主要原因。由于烘缸帆布停机时要清洗，所以可能的原因是清洗时不慎把水冲进了轴承。我们知道轴承大量进水后将导致轴承发热，如果不及时处理轴承短期内就有可能烧毁。 案例2 真空泵齿轮箱轴承故障 2005年9月1日3#真空泵齿轮箱输入轴的Peakvue趋势突然上升，幅值从3g上升到17g左右，普通的振动趋势没有明显变化。见图5与图6： 图5：真空泵齿轮箱输入轴的Peakvue趋势 图6：真空泵齿轮箱输入轴的普通振动趋势 分析Peakvue频谱与波形，发现明显的轴承外圈故障频率，且Peakvue时域波形的冲击达26g左右。在2005年9月12日更换该轴承，更换后Peakvue的趋势大幅下降。检查拆出的轴承，发现轴承外圈有严重剥落。见图7与图8： 图7：真空泵齿轮箱输入轴的Peakvue频谱与波形 图8：拆出的真空泵齿轮箱输入轴轴承照片 案例3 扬浆泵齿轮箱轴承故障 2005年4月4日在扬浆泵齿轮箱输入轴轴承的Peakvue频谱上发现明显的轴承内圈故障频率，并且Peakvue时域波形的冲击达20g左右。于是在2005年5月9日更换齿轮箱输入轴轴承。检查拆出的轴承，可以看见有明显的内圈故障。见图9与图10： 图9：扬浆泵齿轮箱输入轴轴承Peakvue频谱与波形 图10：拆出的扬浆泵齿轮箱输入轴轴承照片 案例4 烘缸虹吸管故障 2004年10月11日生产部发现49和51号烘缸传动侧虹吸管处没有蒸汽，操作工怀疑这两个烘缸的虹吸管断掉了，希望能做进一步分析确认。于是我们采集了这两处的Peakvue信号。从图11与图12可以看出，51号烘缸传动侧运转时虹吸管存在明显冲击，但49号烘缸虹吸管则没有异常。 图11：49号烘缸虹吸管外壁Peakvue波形 图12：51号烘缸虹吸管外壁Peakvue波形 2004年10月18日,机械维修停机时检查了49与51号烘缸传动侧的虹吸管， 49号烘缸传动侧的虹吸管没有损坏，但51号烘缸传动侧的虹吸管已经断裂。见图13与14： 图13：51号烘缸传动侧虹吸管照片 图14：51号烘缸传动侧虹吸管照片 笔者在纸厂通过CSI振动分析仪发现了上百个轴承故障，限于篇幅，在此就不一一列举了。除了可以准确检测轴承故障外，还可以检测出诸如不平衡、不对中、松动、摩擦、裂纹、齿轮缺陷等不同类型的故障。另外，CSI振动分析仪还具有瞬态振动分析、现场动平衡、激光对中、电机诊断等功能。总的来说，艾默生CSI振动分析仪功能强大，操作简单，完全适用纸厂环境。