摘 要：利用振动信号的检测与传统的谱分析诊断方法，对线材高速设备的振动状态进行采样分析，判断出设备故障状态，并有效利用现场动平衡处理技术，解决吐丝机不平衡维修技术难题在设备维护上具有重要的现实意义。本文对典型的线材吐丝机故障振动信号举例，介绍了传统的振动谱分析方法及刚性转子动不平衡波形。对提高设备维护水平都具有良好的现实意义。
　　关键词：吐丝机；现场；动不平衡；解决方案
　　一、重钢高线生产线简介
　　重钢线材高速精轧机为国产仿摩根三代改进顶交机型，2000年建成投产，为全国产化第一条高速线材生产线，设计运行保证速度80m/s，实际稳定终轧速度79m/s，产品以HPB300和中高碳钢为主，兼盘螺、特殊钢生产。该生产线重要成圈设备吐丝机为国产仿摩根三代机型，西安航空发动机公司生产，投产后使用十余年，高线吐丝机因发生不平衡多次采用返厂做动平衡处理，实际使用过程中是吐丝机空心轴与吐丝头联结在一起，若将吐丝头单独送制造单位修理，难以保证其与空心轴与吐丝头联结后平衡，且送修时间长，花费高，难以满足现场使用要求。
　　二、吐丝机典型高振动典型故障
　　典型故障：2010年7月14日吐丝机振动异常突出，通频振幅达到5.1mm/s。采集速度波形并做FFT变换：
　　其中，在25Hz上出现6.23mm/s的峰值，而其他频段振动较小，疑是吐丝头不平衡所致，为进一步确定故障原因，再次采集吐丝机位移振动并做FFT变换：
　　通频位移振幅64μm， 25Hz工频振动能量达到了35.1μm，且几乎无其他振动影响，
　　三、成因分析
　　根据投产以来的运行以及吐丝机实际工况进行分析：高线吐丝机输出转子自重达到1500kg，且工作时轧件温度高达900℃以上，因吐丝机工作温度高造成旋转吐丝头变形、开裂、吐丝管磨损积灰等造成质量偏心引起不平衡振动可能较大，从而基本确定为动不平衡。
　　四、传动计算及现场处理过程
　　传动计算：输入轴齿数，Z1=49，输出轴齿数Z2=38，计算出输出轴转频为：f2=1160/60*49/38=24.92Hz，该频率与吐丝机波形基频一致，无其他振动峰值，判断为吐丝机输出轴不平衡造成，遂采取现场动平衡技术进行处理，避免返厂费时费工。
　　剛性转子单面现场动平衡原理，利用相幅影响法，将已知质量的试重加到转子上，通过实际测量振动求出此时的影响系数，再利用求得的影响系数根据支承振动要求算出转子的不平衡量。这里的振动、质量均是矢量，伴随有相位的变化。
　　单面现场动平衡的基本步骤以及方法：
　　？誗 单面平衡步骤
　　振动波形采集、分析——动不平衡确定——初始测量，确定振动相位及大小——试重、确定振动大小相位——计算——配重——配重后振动校验
　　试重重量P经验计算公式：
　　P=100×M/（R×n2） （KG）
　　P——试重重量
　　M——转子重量 （kg）
　　R——试重安装半径 （m）
　　n——转子转速（r/min）
　　？誗 解决过程
　　根据以上经验，运用相幅影响法，对高线吐丝机进行平衡，选定单面平衡方式，平衡面为吐丝机出口平面，初始振动中工频振动幅值A0=35.1μm，相角φ0=117°，试重重量p=220g，试重位置φ1=0°振动B=46μm，φ2=162°，运用向量计算可得：需要加重重量P1=237g，配重位置：φ3=85°
　　配重237g以后，测量位移所得如下频域波形：
　　从波形图上可以看出，通频振动13μm，工频振幅为2.87μm，振动能量已经远远降低，采集速度通频振动为1.4mm/s，已经低于设备出厂标准2mm/s，达到了现场平衡效果。
　　五、结论
　　1、应用现场动平衡技术，可快速解决因使用过程中出现的质量偏心造成的高振动故障，同时为生产维护赢得更多时间。
　　2、对刚性转子的故障判断因采取多种分析手段，确定原因后再做下一步处理。
　　3、做刚性旋转设备动平衡时注意转子的速度稳定，且必须在统一转速下完成所有测试计算。
　　参考文献
　　[1] 张克南. 宝钢优秀论文集，2000年.
　　[2] 设备故障诊断技术及应用. 铁道部机务局内部交流资料，1998年.
　　[3] 虞和济，韩大庆等. 设备故障诊断工程. 冶金工业出版社，2001年.