CN1267716C - 一种机械设备工况的油样铁谱监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械设备工况的监测方法，包括制作判断机械设备工况的标准判据，取样，制作谱片，判断设备工况等几个步骤。通过本发明的方法对于机械设备的润滑油定期取样化验，分析润滑油的理化指标，对润滑油中的微观铁磁磨屑进行定量和定性的分析。并根据统计结果制定设备工况的标准判据，对照标准判据判断设备当时的工况是否正常，如有异常，可安排相应的检查或检修，避免突发性故障，减少零件损坏的连锁反应，减少停机损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械设备工况的监测方法，特别是采煤设备工况的监测方法。
背景技术
采煤设备的特点是低速重载，用目前常用的工况监测方法对其进行监测有局限性，传感器安装困难，而且传感器还要求是本安型或是防爆型。而传统的铁谱分析着重强调每一个磨屑的形状、大小和颜色，这些对解释磨屑产生的原因是很重要的，但机械部件的磨损是一个复杂的过程，在相同的磨擦、磨损和润滑条件下，所产生的磨屑大小是不一样的。发现一两颗非正常磨屑只能说明曾经发生过一次非正常磨损，而不能确定机械就处于失效前夕。当机械设备处于很差的润滑情况，或是处于失效前夕时，磨屑整体的大磨屑的比例就大大的增加了，自然界这种现象应用统计数学来描述，即相同条件下产生的磨屑在大小上是偶然的，但是磨屑整体的大小磨屑数量比例是与磨损和润滑工况紧密联系的，这就必须考虑磨屑群体反映出的特殊性，才能获得准确的机械工况结果，这是传统铁谱所不能解决的。
而对于采煤设备，部分厂家在设计时油箱中放置有永久磁铁，用以吸附油液中的微小磨屑，减少磨屑对油液的污染，同时避免不慎掉入的螺母等小物件造成打齿。这样改变了油液中磨屑的浓度，特别是更能代表设备工况的大磨屑的浓度大大降低。导致油液中所包含的信息严重失真。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械设备的工况的监测方法。本发明的另一目的在于提供一种采煤设备的铁谱工况判断方法。
本发明提供了一种机械设备工况的监测方法，包括以下步骤：
(1)制作判断机械设备工况的标准判据；
(2)取样；
(3)制作谱片，用铁谱仪将步骤(1)所得油样中的铁磁磨屑固定在玻璃谱片上，用显微镜观察谱片；
(4)判断设备工况：将步骤(3)中所制作的谱片同步骤(1)的标准判据相比较，判断该油样取自的设备工作状况是否正常。
步骤(2)中所说的取样最好是能够取到设备中下部的油样，并且最好是在每天生产停机后1小时之内完成。
在步骤(3)所说的制作谱片之前，最好能用固定的工艺处理油样，包括加热温度和稀释比例。
步骤(3)中所说的铁谱仪最好为KTR型旋转式铁谱仪。
上述方法最好能同时结合油脂理化指标的分析来使用，以综合分析设备工作状况，换油周期根据油脂的理化指标来判断，比定期换油消耗低。
通过本发明的方法，可准确地监测设备工况，以便在机器开始发生故障之前采取行动，保持设备健康的工作状态、避免齿轮箱的突发性故障。同时，可减少润滑油的消耗。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施方式，应当理解本发明的范围并不限于实施例的内容。
由上面的论述我们已经知道，小于一定数量的非正常磨屑出现不能说明问题，这是偶然的，不具有普遍性，设备的工况仍属于正常范围内。但随着某一种或几种非正常磨屑数量的增加，产生它们的微观局部异常磨损越来越具有普遍性，设备工况逐渐趋于恶劣，积累到一定程度，这时非正常磨屑的出现就成为必然，我们可以根据现时的磨屑情况得出设备润滑失效的结论。可是非正常磨屑的大小、数量、种类在量上达到什么程度时，我们就可以建立磨屑与设备工况之间的这种联系，这就需要我们利用数理统计的思想，提取各种工况下磨屑的特征参量，归纳总结，在传统铁谱理论作出磨屑正常与不正常的区分的基础上，进一步得出量的概念。
伴随着磨损的加剧，非正常磨屑呈正比例增加。磨损是一个过程量，从正常磨损过渡到异常磨损需要一段时间。反映到实践中，就是非正常磨损达到一定程度时机械内部磨损受润滑油情况、工作条件、零件表面质量等多方面影响，这时候就不能简单地判定为正常或不正常磨损，这以后的发展有两种可能：继续正常磨损或失效。如果各种因素的结合影响趋好，比如换油后润滑条件改善了，那么这时候的磨损还是正常磨损，如果综合影响趋坏，那么从这时起就处于润滑失效状态。
按照上述观点，判据中磨屑特征参量以区间段的形式出现，在某一区间范围内，设备正常；在另一区间内，需要注意并采取措施。这样既符合磨损的规律，又能与现场复杂多样的工况情况相吻合。
在以上理论的指导下，申请人提出了对磨屑形貌的群体统计分析法。通过设备典型故障分析，得出了典型磨屑特征及其生产机理的对应关系。典型磨屑特征及其产生机理见表一。
表一 典型磨屑特征及其产生机理
| 序号 | 名称 | 特征 | 产生机理 |
| 1 | 正常磨损颗粒 | 薄片状、表面化光滑 | 正常工作 |
| 2 | 切削磨损颗粒 | 细条状 | 零件破裂、油液脏污 |
| 3 | 疲劳剥块 | 厚长比为1∶10，表面光滑，轮廓曲折 | 轴承，齿轮疲劳磨损 |
| 4 | 球形颗粒 | 1～5μm球形颗粒 | 滚动轴承磨损 |
| 5 | 层状磨粒 | 厚长比为1∶30，极薄表面化有空洞 | 滚动轴承磨损 |
| 6 | 严重滑动磨损颗粒 | 厚长比为1∶10，表面有划痕 | 齿轮磨损 |
| 7 | 深色氧化物 | 表面呈现黑色 | 润滑不良，超载 |
| 8 | 红色氧化物 | 表面呈红色 | 含水，润滑不良 |
下面描述对6LS-3型采煤机摇臂的工况判断过程。
首先制作标准判据，形成判据见表二。
表二 6LS-3型采煤机摇臂磨损标准判据
| 颗粒种类 | 正常 | 注意并采取措施 | 失效前夕 |
| 未氧化大颗粒、红色及深色氧化物 | 一般＜25μm＞25μm者极少 | 25-50μm者达少量或＞50μm者达极少 | 25-50μm者达中量或＞25μm达偏少 |
| 切削颗粒 | 无 | 达极少以上 | 达少量以上 |
| 层状磨屑 | 一般小于30μm＞30μm者＜少量 | ＞30μm者达少量以上 | ＞30μm者达中量或＞75μm者达少量 |
| 沙粒等污染物 | ＜1/24 | 达1/24-1/12 | 达1/12以上 |
| IS值 | ＜1000 | 1000～1500 | ＞1500 |
| PQ指数 | 30 | 30-50 | ＞50 |
在上表中磨屑数量的划分标准见表3
表3 磨屑数量划分标准
| 浓度 | 大量 | 中量 | 少量 | 微量 | 说明 | |||||
| 切削颗粒球形颗粒 | 1/2 | 1/3 | 1/6 | 1/12 | 1/24 | 占视场颗粒总数的比例 | ||||
| 片、块状 | 1/2 | 1/3 | 1/6 | 1/12 | 1/24 | 占视场颗粒面积的比例 | ||||
| 偏多 | 偏少 | 极少 | ||||||||
欲判断采煤机摇臂的工作情况，在停机后尽快将摇臂置于水平，擦干净放油孔周围的煤泥，拧开放油嘴，用干净的取样瓶接取油液10-20ml。
将油样在烘箱中50℃加热保温半小时，手工摇晃油样瓶使油样中磨屑均匀分布，然后按比例分别进行粘度和浓度的稀释，稀释后的油样均匀滴注入旋转式铁谱仪，谱片经沉积和干燥，做好标记由分析员用显微镜观察分析，对照标准判据作出分析。
从94年8月到97年10月，神东公司共分析油样2000多个，仅6LS-3型采煤机就取样217次，其间两个摇臂修理、改造共计7次。所发生异常磨损都验证了我们的判据，说明判据具有收敛性。通过参照铁谱判据分析设备工况，与现场经验相结合，效果大大超过了分析人员单纯的实验室分析。
Claims (3)
1.一种机械设备工况的油样铁谱监测方法，包括以下步骤：
(1)制作判断机械设备工况的标准判据；
(2)在每天生产停机后1小时之内，对所述机械设备中的润滑油进行取样，该取样是取到设备中下部的油样；
(3)将所取到的油样加热至50℃保温半小时；
(4)制作谱片，用铁谱仪将步骤(3)所得油样中的铁磁磨屑固定在玻璃谱片上，用显微镜观察谱片；
(5)判断设备工况：将步骤(4)中所制作的谱片同步骤(1)的标准判据相比较，判断该油样取自的设备工作状况是否正常。
2.按照权利要求1所述的监测方法，其特征在于，在步骤(4)前还包括稀释油样的步骤。
3.按照权利要求1所述的监测方法，其特征在于，步骤(4)中所说的铁谱仪为KTR型旋转式铁谱仪。
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