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if钢振动纹缺陷的分析与处理 1 振动纹的测试与分析 2010年7月，当螺母建成后，if钢的振动结构发生了变化，并且呈现出恶化的趋势。图1是热镀锌机组的一次振动纹取样照片, 从条纹宽度 (160mm) 上看, 不是通常汽车板用户抱怨的情况 (既锌锅区域出现的振动纹缺陷) 。 经过生产线上多次取样, 发现在拉矫机出口端的测张辊后出现振纹, 而拉矫机入口部位没有振动纹, 其间难以取样, 故初步认为图2所包含的设备为引发振动纹的重点怀疑对象。另外本例振动纹的纹距较宽且肉眼可见, 不象是固有频率引发的颤振, 也太不象与润滑、打滑有关的振纹类型。而工艺上的原因比设备原因更难判断, 获取信号也更不容易, 因此首先排查设备原因, 在保证设备完好或在设备状态心中有数的前提下再查找工艺问题。 现场初步观察测张辊5的振动明显高于其他部位, 然而更换测张辊后振动纹依旧, 解体轴承未发现缺陷;测张辊表面无纹;经检测测张辊径向跳动量正常, 因而排除了测张辊的问题。另外, 图2中1~5辊均为被动辊, 而挤干辊6为主动辊, 虽然振动纹在其前已经产生, 但考虑到能量的因素, 有必要评价和诊断挤干辊及其传动系统的状态, 寻找与振动纹频率相关的振动成分及能量来源。而矫直辊2抬起后, 振动纹依然存在, 鉴于以上分析, 首先将上述1、3、4、5、6辊作为振动测试和分析的对象。 主要设备参数: 挤干辊轴承型号:2222-4CC-W33; 挤干辊辊径ф=300mm; 辊1~辊5轴承型号:6319-2Z (深沟球轴承) ; 辊1~辊5辊径相同:ф=250mm。 2 振动纹的初步识别 分别使用CSI 2130分析仪和宝钢工业检测公司自主研发的Teleson8823数采器采集了上述测点的振动信号, 振动数值由表1所示 (空白处为不方便测量的部位) 。测试对象2#机组为问题机组, 1#机组为相邻的正常机组。 由表1可知, 问题机组的振动值明显大于相邻的1#机组;其次, 轴向振动偏大。由于纹距不随带钢速度而变化, 这种情况符合旋转机械故障引起的振动纹推论, 而不是固有频率引发的振动。因而重点还是对设备的排查包括检查设备安装的情况。再则测张辊在近期已更换过, 所以初步认为轴承不会有问题, 因而第一时间告知现场维护人员检查设备安装的情况。纵观所有记录的频谱以及包络谱, 各辊、各方向的速度谱基本一致, 都是以8.906Hz及其倍频成分为主。图3和图4分别是辊5的振动速度谱和辊3的振动速度谱。 两个重要频率的计算: 振动纹的频率: 辊的旋转频率: 式中fc-振动纹的频率, Hz; 式中数据1000为单位转换 (m/mm) 、60为单位转换 (min/s) 。 由上两式, 将机组带钢速度80m/min、振动纹距160mm代入, 得到:fc=8.33Hz;fw=1.7Hz。 根据计算的结果在频谱上找到实测的精确值为:fw=1.79Hz和fc=8.906Hz。 由此, 可以解析频谱:振动能量主要由8.906Hz及其谐波组成, 并伴有转速1.79Hz的边带。而此8.906Hz即为振动纹的频率, 说明引起振动纹的激振源已相当可观, 是振动的主要成分。而转速的边带证明该能量与旋转轴系有关。 那么, 这个激振源是哪来的?表2是6319-2Z轴承缺陷频率系数, 由此可知, 8.9Hz左右正是轴承内圈的缺陷频率。说明导致本次振动纹的原因是拉矫机内轴承故障引起的, 并重点怀疑是轴承内圈的问题。 图5是检修后轴承解体的照片 (破坏性解体) , 明显看出内圈的损伤已相当严重。 这是一个用振动诊断方法找出和解决带钢生产中振动纹缺陷的实例, 是一个设备故障引起的振动纹案例, 用振动测试方法较快找出了振动纹的致因。在不是设备故障引起的振动纹场合, 振动测试和分析方法仍然是最基本的查找振动纹致因的手段, 因为首先要排除明显的设备问题, 明晰设备的振动组成, 调整好设备, 同时对振动成分的“因”和“果”进行深入的剖析。 3 讨论 3.1 带钢振动纹的产生 在薄带钢轧制过程中, 带钢表面会经常出现一种明暗相间、与带钢运动方向垂直的条纹, 这种缺陷称为振动纹。振动纹问题是世界上普遍存在的, 许多钢铁企业都曾经或正在被这一问题所困扰。为此国内外专家学者对振动纹进行了大量的研究工作。 带钢振动纹的产生有2种途径, 一是轧机 (平整机) 发生了一定频率的振动, 另一个是轧辊表面本身已有了振纹, 通过轧制把振动纹传递到带钢表面。这两个途径也适应于拉矫机振动纹的产生。 拉矫机振动纹的产生原因也有张力辊打滑, 并由此造成速度的周期性波动, 从而在小辊径的弯曲辊处产生振动纹。 3.2 振动纹的形成 虽然本例存在轴承故障, 但不是任何设备故障都会产生明显的振动纹, 须满足一定的辊径、轧制速度的匹配关系, 并经过一个发生发展的过程。理论和实