南钢在线监测在精轧机上的应用

1、高速线材轧机装配技术专业委员会学术年会一种行之有效的在线监测技术在高速线材精轧机上的应用张宝连 陈 建（江苏南钢宝兴钢铁有限公司）摘要：国内许多高速线材生产线都是从国外引进的，装备水平比较高，设备运行高速化、连续化和自动化。为保证设备正常运行，避免突发性设备事故造成的经济损失。对设备进行故障诊断是非常有效的手段。传统的设备点检方式已无法适应现代化设备生产要求，本文将着重介绍一种简易有效、投资较少的在线监测技术在高速线材精轧机上的应用。关键词：在线监测 高速线材 精轧机 1 前言南京钢铁集团有限公司高速线材厂于1992年建成投产，其关键设备如精轧机、吐丝机、飞剪从意大利达涅利公司引进。经过技术改

2、造，精轧机的最大轧制速度由原设计75m/s提高到100m/s。在提速之前，精轧机伞齿轮箱轴承很少出现损坏现象。但是随着精轧机速度的提高，尤其近年内作业率提高，品种钢比例增加，设备突发事故也相应增加。为了降低设备故障率，减少事故损失，对设备状态进行在线监测显得十分迫切。2 对精轧机进行监测的必要性精轧机轧制速度提高后，曾发生数起精轧机伞齿轮箱轴承损坏，由于都是在更换辊箱时，提前发现未造成大的事故。这给我们敲响了警钟。因南钢高线厂精轧机是平立交替布置，水平轧机的伞齿轮箱传动轴轴承部位便于点检人员检测，可以使用便携式测振仪对其进行监控。而立式轧机的伞齿轮箱传动轴轴承部位在精轧机组下部，且被安全护罩遮

3、盖住，点检人员无法进行点检。为了对立式轧机的伞齿轮箱进行监控，南钢高线厂决定在立式轧机伞齿轮箱上安装一套在线监测系统。3 监测系统的方案确定方案的总体指导思想是经济、实用。如果对精轧机内所有轴承部位都进行检测，上一套完整的在线监测系统，一次性投资较大，且在短期内难于体现出经济效益。所以从既节约投资又要解决问题的角度考虑，对水平和立式轧机的伞齿轮箱采取不同的技术方案，分步实施的办法。3.1 水平伞齿轮箱技术方案考虑到水平轧机的伞齿轮箱轴承部位便于点检人员检测，我们选择了HY-106巡检仪。该系统是一种集数据库管理、巡检计划制定、巡检计划下达、数据采集、巡检数据回收、巡检数据分析、打印报表为一体的

4、通用机器巡检管理系统。系统以数据库为中心，可以使用户方便、快捷地进行机器巡检、状态分析和预测维修等工作。点检员每天到设备检测点进行取样，现场检测点都安装电子标签，数据采集后，在点检站微机上自动进行分析、处理。结果由点检站上计算机局域网共享。水平精轧机加速度传感器内装集成放大器数据采集器便携式微机监测和诊断软件数据管理软件图1 离线振动监测和诊断系统3.2 立式伞齿轮箱技术方案 立式伞齿轮箱采用在线监测方案，有关轴承部位都埋设测振和测温的传感器，在现场设立采集仪，实现数据采集并将数据传输至点检站，系统的型号为HY-1000。监测和诊断软件台式微机数据采集器器预处理器电涡流式位移传感器立式精轧机数

5、据管理软件图2 在线振动监测和诊断系统该系统是集数据采集、在线监测、故障诊断功能为一体的大型旋转机械运行保障系统，它具有现场安装方便、使用灵活、性价比高的特点。其典型系统组成是以一台高性能工业计算机为管理主机，采用RS-485通讯总线，与安装在设备现场的HY-107八通道状态监测数据采集仪联机，实现数据交换。现场数据采集仪实现对传感器输入信号的调理及采样，可就近安装与需监测的大型设备旁，系统布线简洁。系统配备以数据库为核心的状态监测、分析和管理软件（V1.0）,具有很强的数据管理和分析功能，为企业关键设备的运行维护提供了一种灵活、方便、可靠的现场解决方案。4 监测系统配置我厂有5台立式伞齿轮箱

6、，每台伞齿轮箱有两个便于检测的轴承部位，我们将这两个轴承部位定为测点，先监测10个测点，以后待取得使用经验后，再扩大到其它设备测点。因一台HY-107数据采集仪只有八个通道，所以我们选择了采用两台HY-107八通道数据采集仪的方案。4.1系统构成 软件系统软件为现场工控机上安装的WMS在线监测软件1套。 硬件硬件包括1台现场监测用工控计算机：4U机箱、工业级主板、P4/2. 4G CPU、256M DDR内存、10/100M网卡、工业级显卡、17' CRT、40G硬盘，PCI总线RS-485串口通讯卡；2台HY-107八通道数据采集仪；10个振动传感器：ICP型加速度传感器，灵敏度10

7、0mV/g，为了工作可靠选择进口传感器；传感器电缆线及电缆保护软管、通讯电缆线等。4.1.3 采集仪振动测量通道技术参数1）采样频率：256Hz25.6kHz七级可选。2）通道测量参量：加速度、速度、位移及电压测量可选。3）程控放大/衰减系数：1.010.0（步进0.1）/1.000.01（步进0.01）。4）高通滤波器：10Hz（出厂时固定，可选2Hz）。5）低通滤波器：程控，100Hz10.0kHz（与采样频率相对应）。6）通道测量参量量程：加速度0.1200.0 m/s2 峰 值速 度0.1140.0 mm/s 有效值位 移14000 um 峰-峰值电 压±2000 mV 峰-

8、峰值4.2 测点分布16 #BGV18 #BGV20 #BGV22 #BGV24 #BGV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 2 3 4 5 6 7 8HY 107八通道数据采采集1 2 3 4 5 6 7 8HY 107八通道数据采采集工业控制计算机局域网 图3 测点分布示意图4.3 软件主要功能现场工控机实时监测软件(WMS系统)可实时显示各测点的振动时域波形或实时频谱或用棒图表示的实时振动测量值。可将数据采集仪上传的采集数据按用户设置的时间间隔定时储存于本机数据库中。可对数据库中的历史数据进行分析、诊断，并自动生成数据报表。服务器端的系统软件(CMS系统)主要完成网络数据库管理

9、、生成状态浏览网页供各客户端计算机浏览被测设备的状态，并具有在线数据分析、诊断、报表生成等功能。4.4 网络化状态监测我厂已建立计算机局域网，系统投用后，我们努力实现网络化设备状态监测，在网络服务器上配备CMS设备状态监测系统软件，即可将在线监测系统接入分厂局域网。对系统检测到的设备状态可在分厂点检站、维修作业区及机动部技术人员的计算机上查看。5 监测实施效果我厂从2004年年底建立精轧机立式伞齿轮箱在线监测系统，已成功发现两起精轧机伞齿轮箱的轴承故障。2005年8月和2006年12月从监测系统趋势图上分别发现精轧机22#和16#伞齿轮箱振动数值超标报警，经过分析诊断，判断是伞齿轮箱的轴承损坏故障。于是决定将伞齿轮箱拆离生产线进行解体检查，结果发现22#伞齿轮箱的一个轴承保持架出现损坏，16#伞齿轮箱的两个轴承保持架均出现损坏。由于及时进行检修，避免了因轴承损坏后轧机继续运转而导致伞齿轮损坏报废的严重设备事故。6 结束语 根据我们对在线监测技术的应用，我们认为在线监控不易大而全，而是应该根据轻重缓急，一次规划，分布实施。开始时，可选择简易有效、投资较少的在线监测系统。另外，要注意系统投用以后的管理和人员培训，一定要