【摘要】机械振动是轧钢机械的常见故障，在轧钢机械运行中一般采用在线检测和在线诊断的系统确定轧钢机械振动故障的发生，分析轧钢机械振动故障的原因，给出轧钢机械振动故障排除的方法。本研究结合轧钢机械振动故障排除和诊断工作实际，分析了轧钢机械振动故障的判断标准，进行了轧钢机械振动故障数据的论证，研讨了轧钢机械振动故障数据采集、频谱分析、故障判断等实际问题，希望对轧钢机械振动故障诊断准确性的提高有所帮助。
　　【关键词】轧钢机械；振动故障；数据采集；频谱分析；故障判断
　　1、前言
　　轧钢机械振动故障是严重威胁轧钢机械生产和安全的故障种类，对于轧钢机械的加工性能和运行安全有着基础性影响，是轧钢机械运行管理、技术维护、安全等各项工作的重点内容，也是上述工作的实际交叉。现行的方法是在轧钢机械设备中装配检测和监控系统，通过对震动频率和幅度的监测及时发现和定位轧钢机械振动故障，并形成正确地轧钢机械振动故障判断，以便在后续轧钢机械振动故障排除中更好地指导技术工作。在具体的轧钢机械振动故障诊断和处理过程中要强化轧钢机械振动故障的判断标准，做好轧钢机械振动故障数据采集，全面进行轧钢机械振动故障数据频谱分析，形成正确而迅速的轧钢机械振动故障判断，以一系列措施和技术的应用真正提升轧钢机械振动故障判断的准确性，实现维护轧钢机械生产和安全的基本目标。
　　2、轧钢机械振动故障的判断标准
　　进行轧钢机械振动故障的判断工作需要有一定的判断标准，应该在轧钢机械振维护和管理工作中引入定性和定量的方法实现对轧钢机械振动故障的准确判断。当前轧钢机械振动故障判断标准一般有三个组成部分：一是故障评判标准；二是故障定量评判标准；三是故障性对评判标准，这些标准通过对轧钢机械振动故障的幅度、频率等物理参数的监控，达到对轧钢机械振动故障进行判别的做过。当前轧钢机械振动故障标准还引入了数据采集、频谱分析等手段，既提高了轧钢机械振动故障判断标准的有效性，又提升了轧钢机械振动故障判断标准的可执行性。
　　3、轧钢机械振动故障诊断的流程
　　轧钢机械振动故障检测开始→确定被检测轧钢机械的正常参数→选择轧钢机械振动故障检测内容→明确轧钢机械振动故障检测任务→现场轧钢机械振动→回收轧钢机械振动故障的检测数据→轧钢机械振动数据信息特征分析→做出轧钢机械振动故障的判断。
　　4、轧钢机械振动故障数据的采集
　　从轧钢机械振动故障诊断的需要来说，采样数据越长越好，但由于快速傅里叶变换需要的时间与采样数据长度呈指数般增加，并且极大地增加数据的存储空间，考虑到轧钢机械工作转速较低，确定每组原始采样数据长度为2048点较为合适[1]，可以覆盖上述特征频率成分。数据采集由键相信号触发。键相方式分为自动键相和手工键相。对于安装有转速/键相的主轴，采用自动键相，数据采集为整周期采样方式，每转采样数据长度为2048点，可以消除数据严重失真的“旁瓣”效应，可以得到准确的轴频及其倍频成分，频率分析范围为1～1024倍轴频。对于不能安装转速/键相的设备，采用人工键相，根据设备的实际转速，通过人工设置每块振动采集板的采样频率，可以在保持数据长度不变的情况下，利用信号分析技术得到所需的故障频率，频率分析的上下限随着人工设置的采样频率改变，如每转采集256点，连续8转，采样数据长度为2048点，频率分析范围为1/8～128倍轴频；再如键相转速设为10Hz，每转采样数据长度为2048点，则分析频率范围为0～10230Hz。系统能够将采集的数据按照一定的格式存储在数据库中，包括小时数据，一天数据，一周数据，一个月数据，一年数据，变转速数据，原始比较数据，事故数据和特征数据等。其中，原始比较数据库存储设备第1次启动或检修后启动的数据，为将来设备出现异常时作为对比分析的参照基准[2]。特征数据库存放经过处理的波形和频谱的特征数据，以便利用本系统进行故障自动诊断。
　　5、轧钢机械振动故障数据的分析和处理
　　5.1轧钢机械振动故障特征数据的分析
　　首先，动态监测轴承的磨损程度，通过采用涡流传感器，不间断地测量探头体与旋转轴之间的相对间隙变化，可以发现轴承因磨损而发生的圆度变化，做到故障的早期诊断[3]。其次，动态检测轧钢机械的转速，安装涡流传感器配备键相同步探头，保证不同通道同时刻进行采样，频率计算准确，通过对采样频率、波形数目和主振幅的频谱分析，可以做出对频谱分析的相关判断。最后，轧钢机械振动故障特征数据的综合分析和处理，将加速度传感器和位移传感器的轧钢机械振动故障特征数据进行分析，增强发现故障现象的能力，在明确轧钢机械振动故障信息来源的基础上，尽早发现轧钢机械振动故障[4]。
　　5.2轧钢机械振动故障特征数据的处理
　　通过积累轧钢机械的各种工作数据，并采集的数据进行分析对比，便可以自动判断出轧钢机械的实时工作状态。同时，还可以实现轧钢机械冲击过程中所采集的数据自动地放置于波形的中央位置，如此一来能够有效地避免常常出现的因为冲击过程中数据采集不完整而导致的频谱特征数据失去可比性的现象[5]。
　　6、结语
　　综上所述，轧钢机械振动故障的迅速诊断和快速排除是轧钢机械管理工作和技术工作的主要目标，应该从认知轧钢机械正常运行重要性的高度看待轧钢机械振动故障判断问题，应该形成对轧钢机械振动故障判断标准的强化，全面分析轧钢机械振动故障的特征数据，形成轧钢机械振动故障判断的专家系统，进而达到提高轧钢机械振动故障准确判断和迅速排除的能力，在确保轧钢机械正常运行的基础上，实现轧钢机械振的功能和安全。