CN109883688B - 冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法，本方法首先通过设置反射带，激光转速表、压电加速度传感器以及振动波形采集分析仪采集并分析设备的转速信号和振动信号；通过改变齿轮箱输出轴与张力辊的连接关系，由振动波形采集分析仪分别检测转速信号和振动波形，以及转速信号和冲击振动信号的位置关系和角度，从而将冲击振动故障分别定位于齿式联轴器、张力辊或齿轮箱。本方法解决了复杂张力辊齿轮箱传动系统冲击故障的准确定位问题，能够确定冲击故障产生的具体部位，从而实现有针对性的设备检修，降低检修成本和检修工作量，确保设备的正常、可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及检测诊断技术领域，具体涉及一种冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法。
背景技术
冷轧张力辊齿轮箱传动系统结构复杂，如图1所示，电机1通过齿轮箱2减速驱动张力辊3运行，齿轮箱2输出轴21通过齿式联轴器4与张力辊3连接。由于齿轮箱输出转速和张力辊转速非常低，且输出轴系包括：齿轮箱、齿式联轴器以及张力辊，如图2所示，任何一个部件发生故障都会产生与齿轮箱输出轴转速相对应的冲击振动9，即齿轮箱输出轴旋转一圈产生一次冲击振动9。传统的故障检测方式将振动检测部位设置于齿轮箱轴承座上，通过采集时间波形，分析时间波形的冲击间隔，根据时间波形的冲击间隔将故障定位在输入轴系或输出轴系上，但不能具体定位到冲击是由齿式联轴器、齿轮箱或张力辊哪个部件产生，因此张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位一直是振动诊断的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法，本方法解决了复杂张力辊齿轮箱传动系统冲击故障的准确定位问题，能够确定冲击故障产生的具体部位，从而实现有针对性的设备检修，降低检修成本和检修工作量，确保设备的正常、可靠运行。
为解决上述技术问题，本发明冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法包括如下步骤：
步骤一、在齿轮箱输出轴粘贴反射带，由激光转速表通过反射带检测齿轮箱输出轴转速信号，在齿轮箱输出轴轴承座位置水平方向设置压电加速度传感器采集振动信号，转速信号和振动信号输出至振动波形采集分析仪；
步骤二、将齿轮箱输出轴与张力辊之间的齿式联轴器外齿套脱开，将固定支架两端分别焊接在联轴器两端的轴上变成刚性连接，外齿套固定在支架上，设备运行，通过振动波形采集分析仪检测齿轮箱振动波形，若原冲击振动信号消失则定位齿式联轴器故障，若原冲击振动信号未消失则排除齿式联轴器故障产生冲击振动信号的可能；
步骤三、在原冲击振动信号未消失及齿轮箱输出轴与张力辊之间刚性连接的工况下，由振动波形采集分析仪同步检测转速信号和冲击振动信号，计算出转速信号与冲击振动信号之间的位置关系和角度；
步骤四、将齿轮箱输出轴与张力辊之间的固定支架靠张力辊一侧的连接脱开，齿轮箱输出轴不转动，张力辊旋转90度后重新焊接固定，设备运行，由振动波形采集分析仪再次同步检测转速信号和冲击振动信号，计算出转速信号与冲击振动信号之间的位置关系和角度；
步骤五、若步骤三和步骤四检测到的冲击振动位置一致，则判定冲击振动信号由张力辊产生；若步骤三和步骤四检测到的冲击振动位置偏差90度，且与齿式联轴器旋转方向一致，则判定张力辊状态正常，排除张力辊故障产生冲击振动信号的可能；
步骤六、在步骤二和步骤五排除齿式联轴器和张力辊故障的情况下，则将故障定位于齿轮箱产生冲击振动信号。
进一步，在张力辊齿轮箱输出轴系运行期间，振动波形采集分析仪以1KHz采样频率同步采集振动信号和转速信号。
进一步，所述激光转速表通过反射带检测齿轮箱输出轴转速信号时设于三脚架上并且确保稳定可靠、无位移。
进一步，所述压电加速度传感器采集的振动信号经调理器信号处理后输出至振动波形采集分析仪。
由于本发明冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法采用了上述技术方案，即本方法首先通过设置反射带，激光转速表、压电加速度传感器以及振动波形采集分析仪采集并分析设备的转速信号和振动信号；通过改变齿轮箱输出轴与张力辊的连接关系，由振动波形采集分析仪分别检测转速信号和振动波形，以及转速信号和冲击振动信号的位置关系和角度，从而将冲击振动故障分别定位于齿式联轴器、张力辊或齿轮箱。本方法解决了复杂张力辊齿轮箱传动系统冲击故障的准确定位问题，能够确定冲击故障产生的具体部位，从而实现有针对性的设备检修，降低检修成本和检修工作量，确保设备的正常、可靠运行。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为冷轧张力辊驱动结构示意图；
图2为冷轧张力辊齿轮箱传动系统的振动波形图；
图3为本方法中设备的连接示意图；
图4为本方法中齿式联轴器与固定支架连接示意图；
图5为本方法中转速信号和冲击振动信号波形信号位置改变示意图；
图6为本方法中转速信号和冲击振动信号波形信号位置无改变示意图。
具体实施方式
实施例如图3和图4所示，本发明冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法包括如下步骤：
步骤一、在齿轮箱2输出轴21粘贴反射带22，由激光转速表5通过反射带22检测齿轮箱2输出轴21转速信号，在齿轮箱2输出轴21轴承座位置水平方向设置压电加速度传感器6采集振动信号，转速信号和振动信号输出至振动波形采集分析仪7；
步骤二、将齿轮箱输出轴21与张力辊3之间的齿式联轴器4外齿套脱开，将固定支架41两端分别焊接在联轴器4两端的轴上变成刚性连接，外齿套固定在支架41上，设备运行，通过振动波形采集分析仪7检测齿轮箱2振动波形，若原冲击振动信号消失则定位齿式联轴器4故障，若原冲击振动信号未消失则排除齿式联轴器4故障产生冲击振动信号的可能；
步骤三、在原冲击振动信号未消失及齿轮箱输出轴21与张力辊3之间刚性连接的工况下，由振动波形采集分析仪7同步检测转速信号和冲击振动信号，计算出转速信号与冲击振动信号之间的位置关系和角度；
步骤四、将齿轮箱输出轴21与张力辊3之间的固定支架41靠张力辊3一侧的连接脱开，齿轮箱输出轴21不转动，张力辊3旋转90度后重新焊接固定，设备运行，由振动波形采集分析仪7再次同步检测转速信号和冲击振动信号，计算出转速信号与冲击振动信号之间的位置关系和角度；
步骤五、若步骤三和步骤四检测到的冲击振动位置一致，则判定冲击振动信号由张力辊3产生；若步骤三和步骤四检测到的冲击振动位置偏差90度，且与齿式联轴器4旋转方向一致，则判定张力辊3状态正常，排除张力辊3故障产生冲击振动信号的可能；
步骤六、在步骤二和步骤五排除齿式联轴器4和张力辊3故障的情况下，则将故障定位于齿轮箱2产生冲击振动信号。
优选的，在张力辊齿轮箱输出轴系运行期间，振动波形采集分析仪7以1KHz采样频率同步采集振动信号和转速信号。
优选的，所述激光转速表5通过反射带22检测齿轮箱输出轴21转速信号时设于三脚架51上并且确保稳定可靠、无位移。以确保激光转速表采集转速信号的准确性。
优选的，所述压电加速度传感器6采集的振动信号经调理器8信号处理后输出至振动波形采集分析仪7。
例如:对于某冷轧张力辊齿轮箱输出轴系,如图2所示，在齿轮箱上检测到输出轴每旋转一圈有一次冲击振动信号9，张力辊与齿轮箱输出轴刚性连接后，冲击振动仍存在，排除齿式联轴器故障的可能。将张力辊旋转90度后与齿轮箱输出轴刚性连接，其转速信号波形和冲击振动信号波形如图5所示，经比对，张力辊角度改变90度，而冲击振动信号9与转速信号10之间时间间隔改变90度，表明冲击振动与张力辊无关，是由齿轮箱产生，反之若张力辊角度改变90度，如图6所示，冲击振动信号9与转速信号10之间时间间隔未变化，表明故障由张力辊产生，与齿轮箱无关。
Claims (4)
1.一种冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法，其特征在于本方法包括如下步骤：
步骤一、在齿轮箱输出轴粘贴反射带，由激光转速表通过反射带检测齿轮箱输出轴转速信号，在齿轮箱输出轴轴承座位置水平方向设置压电加速度传感器采集振动信号，转速信号和振动信号输出至振动波形采集分析仪；
步骤二、将齿轮箱输出轴与张力辊之间的齿式联轴器外齿套脱开，将固定支架两端分别焊接在联轴器两端的轴上变成刚性连接，外齿套固定在支架上，设备运行，通过振动波形采集分析仪检测齿轮箱振动波形，若原冲击振动信号消失则定位齿式联轴器故障，若原冲击振动信号未消失则排除齿式联轴器故障产生冲击振动信号的可能；
步骤三、在原冲击振动信号未消失及齿轮箱输出轴与张力辊之间刚性连接的工况下，由振动波形采集分析仪同步检测转速信号和冲击振动信号，计算出转速信号与冲击振动信号之间的位置关系和角度；
步骤四、将齿轮箱输出轴与张力辊之间的固定支架靠张力辊一侧的连接脱开，齿轮箱输出轴不转动，张力辊旋转90度后重新焊接固定，设备运行，由振动波形采集分析仪再次同步检测转速信号和冲击振动信号，计算出转速信号与冲击振动信号之间的位置关系和角度；
步骤五、若步骤三和步骤四检测到的冲击振动位置一致，则判定冲击振动信号由张力辊产生；若步骤三和步骤四检测到的冲击振动位置偏差90度，且与齿式联轴器旋转方向一致，则判定张力辊状态正常，排除张力辊故障产生冲击振动信号的可能；
步骤六、在步骤二和步骤五排除齿式联轴器和张力辊故障的情况下，则将故障定位于齿轮箱产生冲击振动信号。
2.根据权利要求1所述的冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法，其特征在于：在张力辊齿轮箱输出轴系运行期间，振动波形采集分析仪以1KHz采样频率同步采集振动信号和转速信号。
3.根据权利要求1或2所述的冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法，其特征在于：所述激光转速表通过反射带检测齿轮箱输出轴转速信号时设于三脚架上并且确保稳定可靠、无位移。
4.根据权利要求3所述的冷轧张力辊齿轮箱输出轴系冲击振动的故障定位方法，其特征在于：所述压电加速度传感器采集的振动信号经调理器信号处理后输出至振动波形采集分析仪。
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