大型回转支承振动诊断技术应用研究

　　引　言

　　港口码头是城市工业生产和对外经济交流的一个重要枢纽,因此必须确保港口设备的正常、稳定、连续运转。大型回转支承(简称大轴承,下同)是港口大型装卸机械中的核心部件,它能否正常工作直接影响整台设备以至整条生产作业线的生产效率,也直接关系到人员和设备的安全。大轴承由于采用封闭式结构,只有将几百吨的上部结构顶升到一定高度,才能检查大轴承内部状况,导致工期长、危险性大、费用高,而且存在不确定因素,易造成浪费。上海港煤炭装卸公司和上海交大合作,选择煤炭公司老百渡、朱家门码头的带斗门机和链斗机、罗泾公司的斗轮机、龙吴港务公司的门机以及新双峰海轮的装船机作为进行大轴承振动检测技术的应用试点,开展了以下工作:

　　(1)在煤炭公司原有测试记录仪器的基础上,完善大轴承振动检测和分析系统;

　　(2)建立大轴承的档案样本数据、诊断判别标准和典型故障图谱;

　　(3)开展对测试人员的技术培训。通过上述三项工作,建立了大轴承状态检测工作站。该诊断监测技术可以为全港和社会服务,并已取得了较好的效果。

　　1　大型回转支承装置的定义

　　大型回转支承是一种滚动轴承。其旋转座圈与机械的旋转部分连接,固定座圈与机械固定部分连接,机构借助于这个大滚动轴承来传递载荷,并由轴承上的齿圈实现机械旋转部分相对固定部分的回转。大轴承具有直径大(D=600~5000mm)、转速低(n<1~2rpm)、载荷重(旋转部分往往重达几十吨乃至几万吨),能同时承受轴向力、径向力和倾覆力矩的特点。大轴承的结构形式有:单排四点接触球式、双排异径球式、单排交叉滚柱式和三排滚柱式四种,如图1所示,其齿圈有内啮合和外啮合之分。

　　大轴承由于设计、制造、安装和使用过程中的各种因素会产生各种故障。其中有:滚珠(或滚柱)滚道点蚀磨损,导致间隙增大;无油干摩擦;保持架碎裂;滚珠(或滚柱)滚道严重磨损并出现凹坑;内、外圈与上、下金属结构的连接螺栓松动;金属结构出现裂纹等。这些故障都可以通过振动表现出来。

　　2　振动测试和分析系统

　　大型回转支承分析系统主要采用多通道振动测试,如图2所示。

　　对大轴承进行振动监测时,在大轴承四周等间距安放4个振动加速度传感器,采用磁带机或数据记录系统完整记录数据,并通过多通道波形分析仪或频谱分析仪进行时域和频域的分析处理。

　　3　分析与诊断技术

　　大轴承的振动分析分为时域分析和频域分析两种。

　　3.1　时域分析技术