尹涛
[摘 要]旋转机械故障诊断技术是当前国内外运用较为普遍的一门技术。旋转机械的运用是对于事故发生与经济损失的防止具有不可或缺的作用。因此本文主要针对于旋转机械故障诊断技术在炼钢设备上的应用作为切入点进行分析，结合当下的旋转机械故障诊断的理论基础与旋转机械故障诊断的特点为根据，从测量振动值分析、分析诊断、应用实例结论这三方面进行的深入探索与研究，主要目的在于提高设备使用率，实现节能、高效、安全的目标。
[关键词]故障诊断；电动机；频谱
中图分类号：TF341 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0003-01
引言：在目前，我国大部分企业对于大型仪器进行维修与养护都在运用较为传统的方式与规划，更有甚者将设备一直处于事故维修过程中，应用此种方式是无法追上生产需求的以及对于现代社会节能环保的需求。比较大型的设备仪器有泵、发电机等一些含有成本大、运转速度快的特点，它的运行情况是决定企业生产效率与质量的直接因素。为了适应时代进步的脚步，出现了新兴的故障诊断技术，利用旋转机械来对其进行诊断，具体如下。
一、旋转机械故障诊断的特点以及理论概述
（一）旋转机械故障诊断的理论
旋转设备的核心功能就是依据各个旋转部件来实施的，最關键的部件是转子。一些旋转设备发生故障时会伴有异常声响，它的振动信号在频域和时域上都能体现出机械发生的故障。可以通过振动检测器来其实际运行进行检测，通过对信息的分析、收集等趋势来看，发生故障的具体位置与原因，可以对故障进行有效避免，进而将其故障扼杀在摇篮里。依据发生故障的原因以及导致故障发生的因素，可以对其进行分析，其主要原因有安装发生不到位、设计欠缺、机械外框发生形变等。
（二）旋转机械故障诊断的特点
因为旋转机械的中心是转子，它是由各个零件拼凑而成的。因其转子高速运转，对于零件在制造、调试、维修等方面都有着极高的要求。无论在运转中任何零件发生问题，都会造成机器异动，就会使机组产生较大的振动。基于转子为中心的四周发生振动，大部分故障都是因为振动而引发的，是重点研究对象。
二、结合振动分析诊断旋转机械设备的故障
（一）仪器松动
仪器发生松动是旋转机械发生最普遍的故障，松动分为两种，一是螺栓松动，它会引发整个仪器都松动；二是构件配合之间发生松动，比如内圈与转轴、滚动与轴承等，因此造成配合精度减小。因为松动而引发的振动是非线性的，它的信号频率非常复杂，刨除基频，还会产生分频波动，进而造成旋转机器故障。
（二）转子不平衡
转子不平衡带来的而影响是巨大的，因其是核心组成部分，引发的故障也是十分常见的。对于转子发生不平衡原因有材料的不合格、长时间损耗以及配件偏离中心，或是固件松动引发附着物堆积等因素，都是致使转子发生不平衡的原因以及质心出现偏移。不平衡分为两种模式，一是动不平衡，二是静不平衡。在发生不平衡时它的振率相较于平时会有极大的不同，主要对转子旋转的频率进行观察即可。另外，发生不平衡振动以后会连带着其他构件的频率。产生不平衡振动的原因有三种，其中包含了转子的速度、转子的质量以及偏心距。转子在旋转过程中会产生一个力即为离心力，离心力的功能就是支撑轴承，其方向是与轴承垂直的。在进行故障诊断时，一定要将其以上因素进行深入分析。
（三）摩擦
摩擦带来的故障模式也是五花八门的。比如转子与密封件之间、定子之间、隔板之间的摩擦，在旋转机器任何两个部件之间发生摩擦都会造成零件松动，进而引发故障。一般情况法伤摩擦之后就会发生非线性振动，它连带的范围比较广，不仅仅有一倍基频，还有二倍、三倍等。在特定的状态下还会出现系统的固有频率。
（四）转子不对中
转子不对中对于产生故障的几率非常大，其中包含转子同转子，主要在联轴器的对中性上表现出来。对于滑动的轮轴来讲，产生这种状况的原因是在轴承之间缺乏一个油膜。对于滚动的轮轴来说主要原因在于轴承的构建发生损坏，支座变形等原因，都会造成转子不对中的情况发生，如果转子不对中的话，就会使旋转机械发生玩弯矩，对于轴承增加一分附件力导致负荷要重组，而产生强烈振动，基于此来造成机械发生故障。
三、旋转机械故障诊断的实际应用
例如，某一炼钢厂的电动机，具有很强的驱动器，利用驱动器运作来带动轴承运作，以便维持电动机正常工作，它的整合机组是作用于一个基座上的，其电动机的型号是JK850-2，它的功率、转速、频率分别为850kW、2970r/min、50Hz，儿它的频率合成器的型号是GST50，煤气风机的型号为D1000-11，它最低的速度与高速分别为750r/min、2970r/min，对于炼钢过程中对其工艺进行吹氧时，它才会处于高速状态，要不然一直是保持低速。
（一）测量振动值分析
某炼钢厂通过对于振动值的测量，进而测量出电动机的振动数据，基于标准体系下，测点的大小是由测出的点值决定的，如果它的点数大就说明它的振动有异常，这个钢厂的数据显示它的振动幅值在29768μm，通过分析得知他的能量主要集中在低频阶段，当能量最大时也不过是约为0.1倍频，其余的频率分布的能量比较低。通过钢厂的振动幅采样值为31.6μm，对其分析能量主要集中在一倍基频、二倍基频，但是对其进行采频的时间间隔比较小，所以会发现有很大的跳动值，主要原因是因为转子的不对中与不平衡所引发的，并且振动的幅值在变化上不是特别大。
基于振幅数据来进行初步判定，此电动机是存在问题的，但在实际进行测量时，会发现振动力度并不大，是处于正常状态的，为了加大检查力度，参考电动机的转速非常快，就依据正常速度幅值与加速度幅值来体现振动值的多少。
（二）分析诊断
基于频谱分析，我们便会得知，主要能量在低频阶段，通过总结会发现问题出现在电动机的后端轴承部分。结合多种类型的故障对其特性进行分析、归纳，对其作业现场的仪器、工作环境等因素，对引发振动的因素进行一个预估，可能使因为转子或是摩擦的问题导致的异常振动，具体的原因可能是出现在了轴承部分发生松动致使的振动异常。待机器停止运作之后，对其进行开盖检查，经过核实发现确实是因为轴承内圈发生损坏而导致的振动异常。
结束语
对于旋转机械的故障判断工作是十分麻烦的，因为仪器的种类是多样的，出现故障时不可避免的。在实际应用中，机械常识振动的原因有很多，在对数据进行一一收集，之后对其进行深入分析，才会找出问题所在，为维修提供依据，进而增加机械的应用效率，降低发生故障的几率，延长设备的额运用时间，最终实现安全、节能的目的。
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