[发明专利]一种检测和诊断间歇性低速重载设备故障的方法

说明书

技术领域

本发明的目的是对间歇性大型低速重载生产设备进行状态监测和故障诊断的问题，更具体的说是提出了一种通过对设备所用润滑油液(脂)的理化指标检测和光谱、铁谱分析，对间歇性大型低速重载设备进行状态监测和故障分析诊断的技术方法，属于间歇性低速重载设备状态监测和故障诊断技术领域。

技术背景

在现代大型流程生产企业中，生产设备大部分是转速低、载荷大、在间歇运动中承受较大冲击载荷的重载设备。这类设备多数处于高温、多尘、强噪声的恶劣工作环境，本身结构复杂，自动化水平较高。一旦发生事故或故障，维修困难，维修周期长、成本高，有时甚至会引起整条生产线中断，造成巨大的经济损失。传统的振动信号监测技术虽可以作为监测设备故障的一个重要手段，但是对于低速、间歇运动的重载设备而言，振动监测技术对微弱低频信号的不敏感性使得其在低速重载设备的状态监测和故障诊断中很难奏效，且其易受外界低频环境噪声信号干扰，从而无法有效检测出设备故障隐患和故障部位。

目前，低速、间歇运动的重载设备故障诊断分析技术应用较为有限，因此需要对状态监测与故障诊断技术做深度开发。应用单一的技术手段对上述设备进行故障诊断往往不太理想甚至失效，需要探索对处于复杂状态的低速、间歇运动的重载设备的状态监测和故障诊断的新的综合分析手段。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的振动信号分析方法无法有效对间歇性低速重载设备进行故障诊断的问题，克服了现有振动信号分析方法对微弱振动信号提取困难，有意义的故障特征信息易被噪声信号干扰的缺点，提出了一种利用油液(脂)检测分析技术对间歇性低速重载设备早期故障进行监测、分析和诊断的方法。

油液检测分析技术就是对运行设备中所用润滑油(脂)取得有代表性的油样，进行检测和分析，获得有关设备所用润滑油(脂)理化性能指标的变化，油中磨损颗粒、污染和变质产物的形态、大小、数量的物态特征信息。据此分析设备润滑与磨损状态并预测设备故障、确定设备故障部位、类型和原因的技术。为设备维修提供科学依据，指导企业进行设备的主动维修，从而提早预防设备的异常磨损，避免连锁损坏、意外停机和重大事故的发生，降低设备维护费用，延长设备的使用寿命。

本发明是在检测润滑油(脂)常规理化指标的基础上，利用光谱、铁谱分析技术对油液(脂)中的磨损颗粒、污染和变质产物的形态、大小、数量进行定量分析。如图1所示，通过上述的综合分析，由此诊断设备的故障和确定设备故障的部位和原因。本发明采用如下技术方案：

一种检测和诊断间歇性低速重载设备故障的方法，该方法通过定期采取间歇性低速重载设备油液系统摩擦副之后、油滤装置之前，油箱加油口、放油口，专用放油阀的油样，并对所取油样或油脂进行分析来判断是否需要换油和该设备是否存在故障隐患。

本方法主要包括如下步骤：

a)定期提取间歇性低速重载设备部件，通常为油液系统摩擦副之后、油滤装置之前的油样；取样的数量根据检测项目确定：单一项目检测时在100mL左右；同时进行原子发射光谱和铁谱等多项目检测时一般在300mL左右；全项目检测时一般在500mL左右；

b)检测油样粘度值、水分值、酸值以及磨损物的成分及含量；

c)在同一取样点上根据所测油样的粘度值、水分值、酸值与新油样的粘度值、水分值、酸值的比较，以及磨损物的成分和含量与新油样或与之前测量结果的比较，判断该设备是否需要换油和是否存在故障隐患；

在同一取样点下，所测在用油液粘度值与新油样粘度值变化大于+15％或-20％时，必须换油；所测在用油液水分含量与新油样水分含量变化超过0.5％时，必须换油；所测在用油液的酸值与新油样的酸值相比增加0.5时或检测数据为2时，必须换油；

发射光谱元素分析检测油液(脂)中各种元素的含量，用油液中各种元素磨损颗粒的浓度值(ppm)来描述隐藏在随机性后面的铁、铜、铅等元素的磨损规律，并设置界限值；铁的界限值为200ppm，铜的界限值为70ppm，铅的界限值为30ppm，铬的界限值为10ppm，锡的界限值为15ppm；当某一金属的含量超过界限值时，可确定设备存在故障隐患需要停机检修；

铁谱分析技术中以严重磨损度指数I_S值为60作为设备事故磨损的界限值，超出界限值应立即采取处理措施；以严重磨损度指数IS值反映设备严重磨损程度，计算公式如下：

I_S＝(A_L+A_S)×(A_L-A_S)