Equipment 装备技术145震动在线监测、诊断系统在立磨减速机机组中的应用尹建军(湖南金磊南方水泥有限公司湖南郴州，423401)中图分类号：TQ172.632.5 文献标识码：B 文章编号：1007-6344（2014）08-0145-02摘要：设备故障诊断技术70年代初形成于英国，近几十年来由于其实用性以及为社会和企业带来的效益，它日益受到企业和政府主管部门的重视，而这项技术也使企业对设备的维修制度实现了从事故维修制度到以状态监测为基础的预防性制度的转变。

立磨是水泥行业中最为关键的设备之一。

立磨减速机一旦发生故障，除设备维修本身所需的长时间和昂贵的费用外，还直接导致停窑的恶劣后果，使企业蒙受巨大经济损失。

关键词：立磨 震动在线监测 故障诊断1.概述立磨是一种理想的大型粉磨设备，它集破碎、烘干、粉磨、于一体，生产效率高，被广泛应用于水泥，电力，冶金，化工，非金属矿等行业。

国外现代新型干法水泥生产线建设中，立磨占有率超过90%以上。

立磨在我国的应用始于上个世纪四十年代末，当时用于白水泥厂的生料磨粉。

自七十年代末，国内在干法水泥厂开始发展窑外分解新型干法工艺时，才比较重视立磨粉磨生料的研究开发工作。

在水泥企业的日常生产过程中，立磨是生产中的大型重负荷设备，它的正常运行对企业连续生产起到重要的作用，但是立磨减速机在运行中出现的故障前兆是隐性的，平常巡检不能及时被发现，往往是出了故障才知道，这对生产存在着严重的威胁，我公司和其他成员企业立磨减速机曾经就出现过故障。

针对上面的问题，我公司引进郑州恩普特“eM3000立磨震动远程监测与运行管理系统”，这是专用于立磨机组而设计的在线监测与故障诊断系统，克服了传统控制系统不能有效保护设备安全生产和设备安全的缺陷。

2 .故障诊断技术在立磨中的应用2.1系统整体结构采用集中控制架构，充分利用传感器、ICS3000数据采集器、工业计算机、服务器等有关技术，对所有运行状态性能参数、立磨系统性能参数进行集中、实时监测和分析诊断，支持远程诊断、短信报警、移动网页浏览等功能。

系统拓扑结构如图1。

图1 系统拓扑结构图2.2故障诊断在立磨中的应用我公司于2013年初在郑州恩普特设备诊断工程有限公司的协助下，成功完成了对关键设备立磨的故障诊断分析系统。

故障诊断系统可以实时采集现场的振动监测信息、电气监测信息、工艺量数据，全方位实现对立磨运行状态的监测，并建立立磨运行状态评估体系和与之相适应的数据指标体系，最终可以通过多种分析方法实现对立磨设备的健康评估。

工程技术人员在网络浏览器的地址栏中输入http://<服务器IP 地址>:8080/eM3000v4，如在本机测试可用http://localhost:8080/eM3000v4，就可进入故障诊断系统的主界面。

立磨主减速机是水泥厂最关键的设备之一，其主要参数为：功率：1800KW；转速：1000r/m ；减速比：34.72；减速机输入轴：滚动轴承。

其测点的布置如图2所示图2 立磨减速机测点分布图从故障诊断的角度来看，轴承或齿轮的的特征频率标注功能非常实用，如图3所示：图3. 特征频谱上图中，黑色的标注是系统自动产生的，只要把轴承型号、齿轮齿数输入系统，系统会在对应通道的频谱上自动标注该轴承的特征频谱，包括轴承的保持架、内圈和外圈特征频率及其倍频以及齿轮的特征频率。

当该通道报警的时候，用此图来判断是轴承或齿轮的哪个部位引起的，可以直接定位轴承和齿轮故障。

从监测层面看，系统的多趋势分析是非常有用的一个功能。

该功能把多个通道的趋势放在一块显示，并提供扫描线的功能。

多趋势分析可以同时调出多个监测量进行分析，这样便能准确的判断出设备的运行状况及故障信息。

图4是2013年3月24日到2013年4月5日的一段设备运行状况。

在该趋势图中显示了磨盘转速、电机前段振动、减速机输入端垂直方向振动、减速机输入端水平方向振动、电机A 相电源电流。

由图中可以看出，在减速机的输入侧有几个较大的振动脉冲。

分别是水平方向的值最大达到18.389；水平方向的值最大达到12.898。

而在电机的对应测点中，这些冲击信号则没有体现。

说明水泥立磨减速机的负荷是冲击性负荷。

这些冲击性都体现在减速机的测点中。

在其对应的时间点查看电流等其它参数，并没有较大的变化。

由此判断该脉冲应该是瞬时的机械冲击造成的，设备在这个时间段内的运行状况良好。

通过多通道不同时间段的装备技术 Equipment146趋势分析，可以从监测层面很好的了解设备的运行状况。

图4多趋势图另外，系统内置综合评价和故障诊断功能，当测点报警时，自动启动故障诊断和综合评价模块，给出立磨减速机的机器诊断结果，见图5：图5 综合评价界面从多趋势分析功能可以了解设备过去的状态，要想了解设备未来的走向，则需要另外一个比较有特色的分析方法：趋势预测。

根据设备以往的运行情况来预测将来的趋势，见图6。

针对系统监测的所有数值量进行趋势预测，趋势预测结果类型包括8小时预测，1天预测，1周预测和21天预测，本系统采用ARMA 模型方法来进行趋势预测。

eM3000考虑了四个时段类型的温度或者振动信息预测：（1）根据24小时的数据记录预测未来8个小时的数据趋势； （2）根据过去七天的数据记录预测未来1天的数据趋势； （32）根据过去一个月的数据记录预测未来1周的数据趋势； （33）根据过去一个季度的数据记录预测未来21天的数据趋势。

图6 趋势预测另外系统提供有短信报警和移动网页的功能，见图7。

系统的报警短信分为如下3大类：1）本系统自身故障，反映设备自身问题，如网络出现故障，数据库出现异常等的提示信息，一般产品的提供商或系统维护人员接受此类信息可以快速解决故障，确保系统稳定运转。

2）设备报警，设备的某些通道出现报警的信息。

此类信息发给设备日常维护人员，发送频率取决于设备监测的报警情况。

3）统计信息，设备的监测和评价结果信息。

此类信息主要发给设备管理的领导。

统计信息每天发送一条。

图7移动网页和短信报警3 结论作为管理者必须做到准确有效的掌握了设备状态，否则就不可能正确决策，就不能很好的发挥设备性能。

提早发现设备故障的征兆，把设备事故控制在萌芽状态之中，这就是设备管理人员的目标之一。

在线监测故障诊断系统在立磨减速机上的应用，把我们从长期以来对立磨计划检修的思路束缚中解放出来，最终实现优化检修和状态检修。

实际应用表明：对于立磨实施在线监测和故障诊断系统对优化操作、实时状态监测和预防设备故障发挥了非常重要的作用。

参考文献[1]郑兆昌主编．机械振动．北京：机械工业出版社， 1980 [2]钟一谔等 . 转子动力学 . 北京: 清华大学出版社, 1987[3]孙惠国张瑞林 . 设备状态监测与故障诊断 . 郑州: 河南科学技术出版社, 1993[4]韩捷 . 旋转机械谱强度计算 . 计量技术，1997（2）[5]徐敏 . 信号处理与分析技术基础 . 上海: 上海交通大学出版社，1989[6]刘建涛 . 水泥生产粉碎过程设备 . 武汉: 武汉理工大学出版社，2005: 151-175[7]熊会思 . 水泥厂立式辊磨的选型（一） . 西安: 西安建筑科技大学分体工程研究所，2007[8]成大先 . 机械设计手册 . 北京: 化学工业出版社，2010（上接第76页）深，检查一切正常后，再继续钻进，土块随螺栓叶片上排出孔口，达到设计深度后停钻（根据操作台上电流仪表的指针指到满格），然后边提钻边泵压细石砼直至成桩。

（3）钻进过程中，排出孔口的土应随时清除运走，钻到预定深度后，应在原深处空转清土，尽量使孔底干净，无残渣、余土，然后提钻泵压砼。

（4）提钻泵压砼应慢速进行，一般控制2.0～3.0m/min，过快易塌孔或缩颈。

（5）当钻进遇较大的漂石、孤石卡钻时，应作移位处理。

3、施工过程中需要注意的问题1)、本工程工期短，时间紧，且场地工作面小，机械占用面积大（一台搅拌桩机、一台长螺旋钻孔打桩机），给现场管理和施工带来不便，须做好相关工作，既要在赶工的同时又要保证施工质量和安全。

2)、赋存在填土和淤泥土层的上层滞水受大气降雨及周边生活排水的补给，水量较丰富，造成施工困难，容易陷机，使CFG 桩打桩机这样的大型机械无法展开施工，因此须待搅拌桩桩体达到一定强度后，方可进行CFG 桩施工。

5结语由于CFG 桩不需要制作钢筋笼，成孔后直接在管内泵送混凝土，施工速度快，一天可以完成三十几根，比三期1#～6#楼采用的冲孔灌注桩工期缩短了两个多月。

在地基基础工程竣工验收后，经过一年的沉降观测，7#楼的沉降满足规范要求，说明地基处理是成功的。

本工程采用的搅拌桩+CFG 桩复合地基，发挥了两种桩型的优点，使复合地基承载力提高，地基变形得到有效控制，同时施工工期较短，造价低，效益显著。

参考文献[1]《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012；震动在线监测、诊断系统在立磨减速机机组中的应用作者：尹建军作者单位：湖南金磊南方水泥有限公司湖南郴州,423401刊名：四川水泥英文刊名：Sichuan Cement年，卷(期)：2014(8)引用本文格式：尹建军震动在线监测、诊断系统在立磨减速机机组中的应用[期刊论文]-四川水泥 2014(8)。