CN111530964A - 热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法 - Google Patents

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向和平
胡学忠
谭刚
杨智洁
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Abstract

本发明公开了一种热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，为了保证下弯曲辊运行正常，采用观察轴承溢出润滑油变色情况的方法提前预判轴承内部磨损情况，采用观察下弯曲辊的传动系统的电流曲线变化的方法提前预判辊子运行负荷是否正常，采用定期对轴承进行振动监测并通过轴承振动信号曲线中的故障信号对比分析故障发生的具体部位及严重程度，以达到提前预判的效果，对设备稳定运行提供保障，保障设备运行精度，延长使用更换周期。

Description

热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法
技术领域
本发明涉及一种设备的故障检测方法，具体涉及到一种热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法。
背景技术
热卷箱弯曲辊设备主要由2根上弯曲辊、1根下弯曲辊、2根液压缸及3块护板组成。弯曲辊设备在生产过程中有着不可缺失的作用，主要工作是利用上、下弯曲辊将带钢头部进行弯曲后，输送整个带钢到卷取站实现钢卷的卷取。弯曲辊工作环境恶劣，振动、高温、冷却水等问题将诱发辊子轴承卡阻损坏，产生设备事故。
下弯曲辊安装在热卷箱的机架牌坊上，下弯曲辊轴承座是剖分式结构，轴承座一体加工成形于机架牌坊上，生产设备工艺需求轴承座在机架牌坊上加工成与水平面成20度的倾斜布置，导致轴承座无法调整角度、宽度和高度，轴承座位置精度受机架牌坊冷热交替和受力变形影响，对下弯曲辊稳定运行增加难度，一旦下弯曲辊在运行时出现异常，就容易出现轴承损坏、辊面异常磨损现象，影响带钢的生产质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，用于下弯曲辊运行时状态的监测，保障设备运行精度，延长使用寿命，同时减少下弯曲辊对带钢表面产生的质量缺陷，降低检修时间和维修成本，提高产品质量，达到快速稳定生产。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，包括下列方法：
观察轴承座溢出润滑油的颜色及状态，判断轴承的磨损情况；
对比检测下弯曲辊的传动系统的电流曲线，判断下弯曲辊的运行情况；
检测并绘制各状态下轴承的振动信号图，对轴承进行振动监测并对比该振动信号图判断轴承的运行情况。本发明有效地提高了设备运行质量，保障了设备运行精度，延长了使用寿命和性能，同时减少了下弯曲辊对带钢表面产生的质量缺陷，降低了检修时间，减少了维修成本，提高了产品质量，达到了快速稳定生产的目的。
作为上述方案的进一步改进，所采用的润滑油为脲基润滑脂，其初始状态为黄色；在下弯曲辊运行过程中观察轴承座溢出润滑油的颜色变化，观察到润滑油颜色是黄色，表示轴承运行正常；润滑油颜色变化成乳白色，表示轴承座内进水，润滑油乳化，可以正常使用；润滑油颜色变化成黑色，表示轴承开始劣化，需要重点关注；润滑油颜色变化成黑色并带有金属粉末，表示轴承磨损加剧。该脲基润滑脂性能稳定，颜色变化容易区分，能直接观察分析出轴承的运行状态。
作为上述方案的进一步改进，测定正常运行状态下下弯曲辊空负荷运转及带负荷运转时传动系统的电流曲线作为标准曲线，然后测定使用状态下下弯曲辊空负荷运转及带负荷运转时传动系统的电流曲线作为测量曲线，并与标准曲线进行对比，若测量曲线中的峰值超过标准曲线中的峰值，则判定下弯曲辊运行状态为异常。对比分析能直观地看出下弯曲辊的工作状态。
作为上述方案的进一步改进，检测并绘制正常轴承、轴承的内圈发生故障、轴承的滚动体发生故障、轴承的外圈发生故障时的振动信号时域图表和频谱图表作为参考图表，对轴承进行振动监测并依照该参考图表判断轴承的运行情况。绘制参考图表，能使轴承的振动监测工作简单易行，提高监测效率。
附图说明
图1为热卷箱弯曲辊的布置结构示意图；
图2为下弯曲辊的结构示意图；
图3为正常工作状态下下弯曲辊的传动系统的电流曲线；
图4为异常工作状态下下弯曲辊的传动系统的电流曲线；
图5为轴承故障劣化趋势的振动信号时域图表；
图6为轴承故障劣化趋势的振动信号频谱图表。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步具体说明，以便对本发明的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。但是，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本发明的具体限定。
本发明为了保证下弯曲辊运行正常，采用观察轴承溢出润滑油变色情况的方法提前预判轴承内部磨损情况，采用观察下弯曲辊的传动系统的电流曲线变化的方法提前预判辊子运行负荷是否正常，采用定期对轴承进行振动监测并通过轴承振动信号曲线中的故障信号对比分析故障发生的具体部位及严重程度，以达到提前预判的效果，对设备稳定运行提供保障，保障设备运行精度，延长使用更换周期。
本发明所述的热卷箱弯曲辊使用的润滑油是脲基润滑脂，为杭州新港润滑科技有限公司生产的XG/U5高级多效通用润滑脂，其初始状态为黄色。具体的，在下弯曲辊运行过程中观察轴承座溢出润滑油的颜色变化，观察到润滑油颜色是黄色，表示轴承运行正常；润滑油颜色变化成乳白色，表示轴承座内进水，润滑油乳化，可以正常使用；润滑油颜色变化成黑色，表示轴承开始劣化，需要重点关注；润滑油颜色变化成黑色并带有金属粉末，表示轴承磨损加剧，需要解体轴承座检查轴承磨损情况，如轴承磨损严重则需要更换辊子。
下弯曲辊运行过程中对辊子传动系统的电流曲线进行对比观察，根据电流曲线变化情况判断辊子运行负荷是否正常，如电流曲线超出设定值则应检查相关设备运行情况，及时发现设备隐患。
图3示出了本发明所述的热卷箱弯曲辊在正常工作状态下下弯曲辊的传动系统的电流曲线，从图3中可以看出，在下弯曲辊空负荷运转状态下电流曲线峰值为140-180A，带负荷运转状态下电流曲线峰值为350-650A，传动电机额定工作电流为530A，此传动系统的电流曲线反映出运行负荷状态为正常。
图4示出了本发明所述的热卷箱弯曲辊在异常工作状态下下弯曲辊的传动系统的电流曲线，从图4中可以看出，电流曲线峰值已超出1000A，传动电机工作报警电流值为900A，故此传动系统的电流曲线反映出下弯曲辊运行负荷状态为异常，说明下弯曲辊存在冲击负荷，容易出现轴承损坏、辊面异常磨损现象，此时应对相关的设备和工艺进行检查，及时发现引起电流曲线峰值超标的原因并分析处理。
下弯曲辊运行过程中对辊子轴承进行定期振动监测，通过振动信号表中的轴承故障信号及时分析故障发生的具体部位及严重程度，绘制如图5-图6所示的正常轴承、轴承的内圈发生故障、轴承的滚动体发生故障、轴承的外圈发生故障时的振动信号时域图表和频谱图表作为轴承故障劣化趋势参考图表用于比较分析，达到提前预判的效果。
在下弯曲辊运行过程中轴承的损伤是相当敏感的，轴承的剥落、压痕、锈蚀、裂纹、磨损等都会在轴承振动测量中反映出来，通过采用定期轴承振动监测，测量出轴承振动的振幅、频率分布可推断出轴承故障异常的具体情况，把测得的轴承数值信号图形与图5、图6中的参考图表进行对比，就可以分析轴承故障的具体部位及严重程度，通过绘制轴承故障劣化趋势参考图表，进一步掌握轴承故障变化情况，从而达到提前预判的效果。
通过本发明所述的热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，有效地提高了设备运行质量，保障了设备运行精度，延长了使用寿命和性能，同时减少了下弯曲辊对带钢表面产生的质量缺陷，降低了检修时间，减少了维修成本，提高了产品质量，达到了快速稳定生产的目的。根据统计，热卷箱下弯曲辊在未使用该方法前近二年内共计发生10次因轴承损坏或辊子表面粘肉而引发的设备故障，平均3个月更换一次辊子。使用该方法后未发生设备故障，辊子使用周期提高至6个月以上。本发明所述的预判方法标准固化后易学习掌握，保证了设备维修工作的安全和高效，避免了设备出现异常故障后在检修过程中造成的人身伤害事故，方法简单易行，投入成本很小，满足设备运行及生产工艺要求。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之类。

Claims (4)

1.热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，其特征在于，包括下列方法：
观察轴承座溢出润滑油的颜色及状态，判断轴承的磨损情况；
对比检测下弯曲辊的传动系统的电流曲线，判断下弯曲辊的运行情况；
检测并绘制各状态下轴承的振动信号图，对轴承进行振动监测并对比该振动信号图判断轴承的运行情况。
2.如权利要求1所述的热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，所采用的润滑油为脲基润滑脂，其初始状态为黄色；在下弯曲辊运行过程中观察轴承座溢出润滑油的颜色变化，观察到润滑油颜色是黄色，表示轴承运行正常；润滑油颜色变化成乳白色，表示轴承座内进水，润滑油乳化，可以正常使用；润滑油颜色变化成黑色，表示轴承开始劣化，需要重点关注；润滑油颜色变化成黑色并带有金属粉末，表示轴承磨损加剧。
3.如权利要求1所述的热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，测定正常运行状态下下弯曲辊空负荷运转及带负荷运转时传动系统的电流曲线作为标准曲线，然后测定使用状态下下弯曲辊空负荷运转及带负荷运转时传动系统的电流曲线作为测量曲线，并与标准曲线进行对比，若测量曲线中的峰值超过标准曲线中的峰值，则判定下弯曲辊运行状态为异常。
4.如权利要求1所述的热卷箱下弯曲辊运行故障提前预判方法，检测并绘制正常轴承、轴承的内圈发生故障、轴承的滚动体发生故障、轴承的外圈发生故障时的振动信号时域图表和频谱图表作为参考图表，对轴承进行振动监测并依照该参考图表判断轴承的运行情况。
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