Повреда на зъбен венец на топкова мелница регистрирана с безжичен вибрационен сензор Airius от SPM Instrument

Този практически случай описва повреда на зъбния венец на Топкова Мелница в Обогатителната фабрика на Аурубис България АД, диагностицирана с безжичен (Wi-Fi) вибрационен сензор Airius производство на шведската компания SPM Instrument AB, лидер на световния пазар в  производството на системи за вибрационен мониторинг. Повредата е регистрирана чрез измерване и анализ на вибрациите в три равнини (H, V, A) и Enveloping техника. Аурубис България АД е лидер в бизнеса с цветни метали в България и водещ завод за производство на мед в Югоизточна Европа. Основната дейност на фирмата е производство на медни анодни и катодни плочи, както и вторични продукти като сярна киселина и железен силикат.

Топкова Мелница - 3D графично изображение

Пиньона на топковата мелница се върти с 187 RPM (оборота в минута) и поради ниската скорост на въртене е труден за диагностициране възел. Топковите мелници използват стоманени топки за смилане на рудата. За отдела по поддръжка и ремонт е много важно системата за измерване на вибрации да дава ранно предупреждение за наличие на повреди на зъбното зацепване между пиньона (вал - зъбно колело) и зъбния венец, както и за проблеми в лагерите на пиньона. Топковата мелница се състои от електродвигател, вал - зъбно колело (пиньон), мелница със зъбен венец.

Измервателни точки:  

  • P430TM01-PN-03 - Лагер на пиньона (юг)  
  • P430TM01-PN-04 - Лагер на пиньона (север)  

Позиция на вибрационните сензори Airius

От дълги години Аурубис България АД използва SPM онлайн система Intellinova Compact с контролери INS06 и INS08V, за следене на вибрационното състояние на Автогенна мелница чрез прилагане на специализираните методи с висока резолюция SPM HD и HD ENV. През 2019 година към системата за непрекъснат мониторинг са добавени 4 броя безжични (Wi-Fi) вибрационни сензори Airius. Два от тях са инсталирани на лагерите на пиньона на Топкова мелница за която и описаният в този документ случай регистрирал повреда на зъбния венец. Сензорите Airius са тип AIR01-10 и измерват вибрации в 3 равнини, температура и Enveloping с честотен обхват на вибрационните измервания 2 - 1000 / 10 - 5000 Hz.

Тренд на вибрациите VEL (виброскорост) в три равнини – Хоризонтална (H), Вертикална (V), Аксиална (A) от Януари 2020 до Октомври 2020

Описание на случая  - Повредата на зъбния венец, която е регистрирана и проследена чрез сензора Airius се вижда най-добре в резултатите от измервателна точка P430TM01-PN-04 - Pinion bearing - North (Пиньон - лагер Север). Представените измервателни резултати са записани в периода от 17.01.2020 до 15.10.2020, т.е. около 10 месеца. В началото на Април 2020, графичният тренд показва двойно повишение на амплитудата на VEL (виброскорост), от 5,5 mm/s до 9,2 mm/s.

В следващите 4 месеца, амплитудата на виброскоростта е постоянна и с равен тренд. От началото на Август 2020 параметъра VEL (виброскорост) отново започва да нараства и на 11.10.2020 достига до 21,5 mm/s. Измервателна точка P430TM01-PN-04 - Лагер на пиньона (север). В спектъра доминират честотите на зъбното зацепване (между пиньона и зъбният венец на мелницата) с наличие на странични честотни линии, съвпадащи със симптом за повреда на зъбния венец. Вибрационната честота на сигнала от зъбното зацепване (Gear Mesh Frequency = GMF) при скорост на въртене 187 RPM: GMF1 = 81,03 Hz;

Цветен спектрален анализ на вибрациите - виброскорост VEL-V Z1 Честота на зъбното зацепване на пиньона със странични честотни линии, съвпадащи със симптом за повреда по зъбния венец

В допълнение към стандартните вибрационни измервания, в периода от Април до Май 2020, системата отчита и повишен лагерен шум, чрез техниката Enveloping, в чийто спектър се виждат честоти, съвпадащи с лагерен симптом за повреда по вътрешна гривна на лагера BPFI (Ball Pass Frequency Inner Race). След индикацията за повреда регистрирана от системата, през Април 2020, персонала решава че мелницата може да работни до плановия годишен ремонт, който трябва да се извърши през Ноември 2020, когато е извършена смяна на зъбния венец на мелницата. По демонтираният зъбен венец ясно се вижда наличие на повреден зъб, така както го е прогнозирала системата. Приложена е снимка на зъбния венец, където ясно се вижда повреденият зъб.

Повреден зъб на зъбния венец

Измервателно оборудване:  

  • 2 бр. сензори AIR01-10, честотен обхват 2-1000 / 10-5000 Hz

Измервателни техники:

  • VEL (виброскорост), ACC (виброускорение) в три равнини
  • Envelope (вибрационен енвелопинг), Filter 3 (честотна лента 500 - 10 000 Hz)

Настройки на софтуер Condmaster Ruby
Измервателна техника - EVAM

  • Интервал на измерване:     6 ч
  • Запис:                                       Time signal and FFT
  • Горна честотна граница      1000 Hz
  • Брой линии в спектъра:      1600
  • RPM = 187

Измервателна техника - Enveloping, Filter 3

  • Интервал на измерване:     6 ч
  • Запис:                                       Time signal and FFT
  • Горна честотна граница:     1000 Hz
  • Брой линии в спектъра:      1600
  • Enveloping филтър:               Filter 3 (500-10000Hz)
  • RPM = 187

ТАГОВЕ:
СПОДЕЛИ:

Акценти