对造纸机系统的状态监测与诊断

摘要

造纸机车速的逐年提高，对纸机传动性能提出了更高的要求。轴承和辊子作为纸机传动过程中最重要和最容易损坏的部件，其运行状况直接关系到整条生产线的运转。如何对其进行状态监测以便及早的预诊故障，从而适时维修、提高效益，是本文研究的核心思想。
　　 为了及时正确地对轴承以及辊子运行的异常状态做出预诊，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，从而延长设备使用寿命，推动设备维修制度的改革。本文在基于振动理论的基础上，对造纸机传动过程中的轴承和辊子的运行状况采用故障综合诊断与分析系统进行状态监测和数据采集，对采集数据分别进行各特征参数分析、特征距离值分析、时域分析和频域分析。其中，各特征参数分析为时域状态下的波峰值、均方根值、峭度、裕度指标和波形因数的比较分析；频域分析实时采集信号并对采集数据绘制幅值谱图，对其结果进行比较分析，进而综合判断实验装置运行状态。轴承类故障为模拟故障，包括装置不平衡、基础松动、轴承盖损坏、故障轴承（缺少钢珠、保持架损坏、滚动体发生点蚀、滚动体大小不一、内外圈有异物）等。此外对正常轴承也进行状态监测和数据分析，并作为参照基准。此次实验首先在传动模拟装置上进行模拟故障轴承的监测和数据采集分析，然后在纸机综合传动试验机上对分析结果进行验证并对辊子运行状况进行监测分析，最后根据实验结果建立滚动轴承诊断信息对照表。
　　 通过对轴承基本故障类型比较全面的模拟、运行状态的监测和数据的采集分析，找出故障发生时振动的特征距离值临界值及其范围，找出时域状态下各特征参数与其对应故障类型的对应关系，论证了故障综合诊断与分析系统已具有实际应用的要求。通过建立滚动轴承故障信息详细对照表，能够比较准确的确定故障类型，从而实现故障的状态监测和诊断。鉴于轴承类故障诊断系统开发的国内现状，此系统物美价廉的特性，具有积极的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1引言

1.2本课题的研究目的、意义和必要性

1.2.1研究目的

1.2.2研究意义

1.2.3必要性

1.3设备状态监测与故障诊断技术在国内外发展状况及在纸机上的应用情况

1.3.1设备状态监测与故障诊断国内外的发展状况

1.3.2设备状态监测与故障诊断学在造纸机上的应用

1.4造纸机械传动过程中的故障类型及故障诊断方法

1.4.1造纸机械传动过程中的故障类型

1.4.2滚动轴承故障失效形式及诊断常用的方法

1.4.3滚动轴承的振动机理

1.4.4监测及诊断系统的工作过程与步骤

1.4.5数字信号分析的理论依据

1.5本文的主要工作

2实验部分

2.1实验仪器及设备

2.1.1硬件部分

2.1.2软件部分

2.1.3实验对象

2.2监测的准备

2.2.1监测点的选择

2.2.2监测参数的确定

2.2.3监测时间的安排

2.3传动模拟装置轴承的监测与诊断

2.3.1正常轴承的实时曲线及监测数据

2.3.2装置不平衡的实时监测曲线及监测数据

2.3.3基础松动的实时监测曲线及监测数据

2.3.4轴承盖损坏的实时监测曲线及监测数据

2.3.5故障轴承(缺两颗钢珠)的实时曲线及监测数据

2.3.6保持架损坏的状态监测及诊断

2.3.7滚动体发生点蚀的状态监测及诊断

2.3.8滚动体直径大小不一的状态监测及诊断

2.3.9内、外圈有异物(沙子)进入的状态监测及诊断

2.4纸机综合传动试验机的状态监测与故障诊断

2.4.1下辊空转的各辊实时监测曲线及监测数据

2.4.2转速为300m／min上辊压下时各辊两侧的实时监测曲线及监测数据

3实验分析

3.1传动模拟装置的数据分析

3.1.1特征距离值分析

3.1.2各特征参量的不确定性

3.2纸机综合传动试验机的监测数据综合分析

3.2.1不同转速下空转辊子的振动比较

3.2.2下辊空转时的监测数据变化图

3.2.3上辊压下后各辊的监测数据变化图

3.2.4特征距离值平面图

3.3 Vib’SYS分析软件在实验装置上的应用

4实验结论

参考文献

附录 振动速度标准：国际标准ISO 2372、ISO 3945

致谢

攻读硕士期间己公开发表的论文