石化企业电机滚动轴承故障诊断模型研究
2008-12-11在石化企业检维修设备工作中，电机滚动轴承故障的诊断是我们面临的一个重要的课题。滚动轴承的故障，若能做到提前预测和发现，及时排除故障，可避免更大的损失，甚至可使设备达到零故障运行，减少维修成本。本文试图分析长炼电机滚动轴承故障诊断现状、分析电机滚动轴承故障诊断改进办法、分析建立石化企业电机滚动轴承故障诊断模型，希望对我们电机滚动轴承故障诊断实践工作有借鉴意义。
1两种滚动轴承故障诊断仪在长炼的应用
1．1 CMJ一1型冲击脉冲计的应用
长炼自1971年建厂到2008年30多年以来电机滚动轴承故障诊断，一直采用上海航空测控技术研究所研制的CMJ型冲击脉冲计，采用冲击脉冲法诊断滚动轴承故障简便可靠，是现场简易诊断的有效手段之一(见表1)。
1．2 01dB―METRAVm型滚动轴承专家诊断仪的应用
2006年长炼电机滚动轴承故障诊断，开始采用法国AREVA集团公司制造的01dB―METRAVIB型滚动轴承专家诊断仪，它是采用Def特征值诊断技术，用Def特征值表示轴承缺陷程度，省去了测量之前需要确定机器的转速、轴的直径、轴承类型、机器载菏等数据的步骤，不但提高了测量效率，也提高了诊断准确度(见表2)。
2目前长炼电饥滚动轴承故障诊断现状分析
从多年的工作实际中和电机滚动轴承故障统计数据分析，发现两种滚动轴承故障诊断仪在长炼的应用还存在一些盲区。
首先，完全依据01dB―METRAVIB型滚动轴承专家诊断仪Def 12个特征值数字判断轴承故障程度，并决定电机轴承的检修有误区。。滚动轴承Def特征值在8以上，作为轴承不需要更换，其实际的影响因素不是滚动轴承本身原因，而是电机安装方式、机座基础、联轴等多方面原因；第二，滚动轴承Def特征值在4以下，但电机出现的镶套故障时，Def特征值或分贝值还有相当比例在安全范围内。
第二，在实际工作中，企业规定维护班组每月完成电机检修台数指标，难免存在提前结束电机滚动轴承的寿命周期，增加了设备成本和人工成本。
第三，对于电机滚动轴承的诊断，在实际工作中，我们不能排除依靠工人的经验，如手摸、耳听等经验诊断方法，但这种经验诊断法属于个人主观性的判断。用经验诊断法去诊断轴承故障的诊断审批程序有待完善。
第四，如何在实际工作中落实电机状态监测的工作标准、使用正确的测量方法。如落实固定检测点的标识、缩小工人使用测量工具采集数据的差异及加强轴承趋势分析等方面有待改进。
3电机滚动轴承故障诊断模型的建立
总结长炼多年来滚动轴承故障诊断的实践经验，结合工作中电机滚动轴承故障诊断的实际，借鉴国内外滚动轴承故障诊断的文献研究成果，本人从3个维度提炼出了长炼滚动轴承故障诊断模型。该模型的建立，可以克服目前滚动轴承故障诊断存在的问题，为我们工作实际和其他企业提供有益的借鉴和帮助(如图1)
3．1制度模块
3．1．1轴承检修标准
目前长炼轴承检修标准建立了自己企业标准，同时建立了检修项目、检修周期、滚动轴承加速度标准、滚动轴承磨损Z大允许值以及润滑脂的填入等相关规定。电机振动烈度检修标准通常采用标准化组织颁发的标准(如IS02372标准)判断轴承振动状态。在电机振动状态监测中，由于分贝值标准、滚动轴承Def特征值标准、电机振动烈度检修标准不能完全满足监测要求，我们根据经验据的分析，在此基础上还建立了电机个性化的相对和类比等企业技术参数标准。
3．1．2轴承维护制度
轴承除了建立轴承检修标准外还建立滚动轴承维护员工培训制度、维护标准、维护的记录、处和报告制度、维护的专人负责和考核制度、滚动轴承故障的持续改进制度等。员工滚动轴承维护的程序文件主要建立滚动轴承监测程序文件和滚动轴承监测诊断程序文件，严格执行标准的程序。员工滚动轴承维护的作业文件主要建立滚动轴承分贝值检测单、滚动轴承加油记录、电机状态监测记录、电机故障诊断审批单、电机检修记录。
3．2程序模块
3．2．1轴承状态监测
我们在长期生产过程的状态监测中发现，滚动轴承的运转状态在其使用过程中有一定的规律性，并且重复性非常好。设置固定测点：测量点要尽可能选择在轴承的负载区，测量点要选择冲击波能够直线传播而达到的位置，避开零件和零件之间的边界面和有口腔的部位，保证传感器探头与测点有良好的接触、传感器探头的球面半径要小于测点所在设备的曲率半径，测点一旦选定应做上标记。进行趋势分析：依据设备历史数据绘制出设备状态变化曲线：真实准确反映滚动轴承振动状态，在轴承分贝(dB)值和滚动轴承Def特征值失效的情况下，进行趋势分析是我们一种非常好的方法。同时轴承状态监测一定要专人负责，严格定时测量、正确测量、真实记录。
3．2．2轴承故障诊断
状态监测人员必须首先了解和掌握电机的工作原理、结构特点、故障维修内容、维修历史以及设备诊断技术资料，采用离线人工分析诊断、在线监测诊断和远程监测诊断，我们一般采取在线故障诊断。按监测手段，可以采取下面的方法：
①时间检修法：根据周围环境温度和电动机极数确定检修周期。特殊电机电动阀检修周期5年，吊车电机3年。
②数值检修法：以分贝值、Def特征值、温度的数据分析为依据。根据监测值和单体电机建立的基准参数，做滚动轴承的趋势分析，如没有超出规定检修值按电机故障检修审批单程序做出是否检修的结论。
③排除检修法：由于电动机基座、联轴器等机组关联部分的影响，无法准确把握轴承的故障时，就要卸下联轴器，检查机座螺母是否松动，必要时做转子动平衡实验。
④声音检修法：实际是经验检修法，在实际工作中，由于个体的差异性，我们无法让每一个人对同一台电机声音的结果做出相同的判断，但这种方法在工作中是一种必不可少的方法。
⑤图表分析法：根据监测通频振幅、分频振幅、振动烈度、相位、轴心位置、轴向位置、差胀、对中度、温度、润滑油压等参数可以建立如时域波形图、波特图、极坐标图、轴心位置图、轴心轨迹图、频谱图、瀑布图、坎贝尔图和趋势分析图。
⑥损伤分类法：根据滚动轴承损伤分类现象采取不同检测方法。
其实根据诊断方法的原理，还可以采用频域分析法、时域分析法、统计分析法、非平稳信号分析法、信息理论分析法和人工智能方法。这些方法在实际中不是单一的应用，而是相互交叉，互相融合。
3．3作业模块
3．3．1滚动轴承检修
滚动轴承的更换：轴承的缺陷有外层缺陷、内层缺陷、滚珠缺陷、保持架缺陷。长炼滚动轴承的故障标准是《电气设备检修规程电动机篇》。滚动轴承检修的几个关键点：使用专用起拔工具，轴径
3．3．2质量控制
质量控制的主要方法：
①轴承分贝值检测单：利用轴承分析仪进行测试，新轴承进行装配前分贝值检测，同时对换下的轴承进行检测，分析是否达到寿命期和检修前运行测量的分贝值(或Def值)进行比较分析，提高我们判断轴承故障的正确性。
②电机轴承运行加油及iiZB,-j器记录：建立轴承运行中加油规定，规定加油的数量、加油运行的时间规定，并且把加油时间、加油原因、油脂型号、加油数量、加油前后分贝值及排油Et期等内容认真填人记录本。同时注意每次加油应与状态监测相结合。
③电机检修记录：电机检修记录是反映电机检修过程的记录，对于今后电机再次检修或故障的判断有重要意义。记录的主要内容有：电机铭牌参数、轴承检修前后间隙、检修中发现的缺陷及处理情况、检修的项目；监测后绝缘电阻、空载电流、轴承温度、轴承分贝值、运行时间的统计等项目；参加检修的人员、检修负责人、质量验收人、检修日期等。
④电机状态记录监测记录：无特殊要求，运行中电机每周监测一次，对于开停频繁运行时间又很短的电机尽量保证每月一次，对运行分贝值超标者至少每天一次；监测时分别记录好轴承前后分贝值(或Def值)。每月必须指定专人负责。
⑤电机检修故障诊断审批单：公司所有电机检修，要设置电机故障诊断审批单这一质量控制作业文件。凡是公司的电机检修必须做出班组成员诊断意见、班长意见、分公司设备岗位意见、装置意见，做出正确判断，同意检修后，再迅速安排检修计划。
3．4模型的持续改进
滚动轴承故障诊断的持续改进，Z关键体现在滚动轴承故障诊断的持续改进制度上。制度模块、程序模块、作业模块各子件的改进，要根据实际情况按公司ISO管理体系及时改进，同时要建立滚轴承故障诊断的持续改进的定期总结、定期研讨、奖励制度。要细化滚动轴承故障诊断的持续改进的项目，如品牌优质轴承供应商的评估、先进电机状态监测仪器的市场凋研及设备引进、先进的滚动轴承故障诊断管理方法的引进。做到有专人负责、有计划、有课题，通过持续的改进，使滚动轴承故障诊断在技术和管理方面都走在检维修行业的前列。
