大型齒輪減速機監(jiān)測,、故障智能診斷系統(tǒng)設(shè)計

為了實現(xiàn)對大型軋鋼廠齒輪減速機等關(guān)鍵設(shè)備的在線監(jiān)測和故障診斷，防止突發(fā)性事故的發(fā)生，需對這些關(guān)鍵設(shè)備進行振動,、位移、轉(zhuǎn)速,、溫度和電流等參數(shù)信號的在線監(jiān)測,，完成信號的拾取、放大,、濾波,、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳輸,，在發(fā)生運行異常及故障時及時報警,，并診斷出故障的類別及部位。本章從設(shè)備特點,、設(shè)備監(jiān)測和故障診斷原理及監(jiān)測系統(tǒng)硬件和軟件實施三方面介紹了對該在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計和研究,。

5.1設(shè)備特點、設(shè)備故障分析

某大型鋼廠的齒輪減速機的齒輪為圓柱斜齒輪,，每個齒輪箱中均裝有兩個單級齒輪傳動,，兩根輸出軸分別帶動軋機生產(chǎn)線上的上、下軋輥,。齒輪傳動比在0.8～1.2之間,。該齒輪減速機在軋板生產(chǎn)線中起著增速、減速和動力傳輸作用,。由于軋機不斷地處于咬鋼,、軋鋼、拋鋼,、空轉(zhuǎn)等狀態(tài),，故齒輪箱的工作載荷是交變載荷。齒輪箱齒輪的主要故障是：(1）齒輪輪齒表面的疲勞點蝕,、剝落及鑿面磨損,；(2）齒輪局部輪齒的斷齒,、齒面崩落和齒根裂紋；(3）在很高的動載荷作用下產(chǎn)生的輪齒變形,。齒輪箱滾動軸承的主要故障是：(1）內(nèi)圈,、外圈和滾動體的疲勞點蝕剝落；(2）滾動軸承各元件的膠著,。

5.2設(shè)備監(jiān)測和故障診斷原理

機械設(shè)備如齒輪減速機在運行中總是會產(chǎn)生振動和噪聲,，當運行部件中存在故障隱患時，往往會使振動,、噪聲,、溫度等物理參數(shù)發(fā)生某種變化，這種變化僅僅靠人的感官（即使在有自覺性的情況下）是很難發(fā)現(xiàn)的,，一旦發(fā)現(xiàn),，往往是在比較嚴重和危險的階段。本系統(tǒng)通過長期安裝在關(guān)鍵設(shè)備上的測點測量運行中的振動,、溫度和電流等信號,，經(jīng)必要的放大和A/D轉(zhuǎn)換后進行數(shù)字量采集，然后借助于計算機和診斷技術(shù)進行分析處理,，從而提取振動等各種信號中的有用信息,，達到狀態(tài)監(jiān)測、趨勢分析,、故障診斷和輔助維修決策的目的,。
本系統(tǒng)利用計算機進行信號采集和故障特征提取，利用知識庫中不斷增多的專家知識,，采用模糊識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模型對設(shè)備的狀態(tài)進行自動識別,，根據(jù)識別結(jié)果提出相應(yīng)的維修方案或調(diào)整運行參數(shù)。

5.3監(jiān)測,、診斷系統(tǒng)硬件設(shè)計

為完成對關(guān)鍵設(shè)備進行監(jiān)測和診斷,，監(jiān)測系統(tǒng)硬件的配置應(yīng)包括以下六部分：(l）傳感器、放大器,；(2）信號處理儀,；(3)A/D數(shù)據(jù)采集卡；(4）工業(yè)PC計算機,；(5）報警電路,；(6）電纜、電源,。
在設(shè)計以上硬件系統(tǒng)時充分考慮到工廠設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、現(xiàn)場干擾因素多、運轉(zhuǎn)條件惡劣,、工藝狀況頻繁變動,，如軋機不斷地處于咬鋼,、軋鋼、拋鋼,、空轉(zhuǎn)等狀態(tài),。為了保證硬件系統(tǒng)能長期可靠地在工廠工作，傳感器,、信號處理儀、數(shù)據(jù)采集卡,、計算機等重要關(guān)鍵硬件產(chǎn)品應(yīng)盡量選購國際上一流水平產(chǎn)品或國內(nèi)廠家生產(chǎn)經(jīng)受使用考驗的性能優(yōu)良的產(chǎn)品,，參考國內(nèi)外減速機在線監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)的硬件配置，并自行設(shè)計配制相應(yīng)附件,，實施各項功能,，并達到各項技術(shù)指標。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和專家論證,，齒輪減速機的監(jiān)測和故障診斷為某整個區(qū)域的核心和重點,。