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摘 要：分别应用激光测振仪和声发射检测仪采集低速重载设备--钢包回转支承在不同状态下的振动信号和声发射信号，通过现场信号监测和后续信号分析处理，识别各个钢包回转支承的运行状态，并做出初步故障诊断，为此类设备今后的故障诊断成功积累经验。
关键词：激光测振；声发射测振；低速重载
1 概述
炼钢厂钢包回转机构、钢包倾动机构等均属于低速重载设备，同时也是该厂的关键部件，由于价格昂贵，且预计寿命较长，故一般没有备件储备。据有关资料表明，全国其它炼钢厂的钢包倾动机构以及回转机构的轴承在没有达到预期的使用年限时就有部分发生故障造成损坏，严重影响正常的生产。有关资料显示即使同一批次生产的轴承，它们的工作最长寿命与最短寿命之比为1：2.4[1]。若在低速重载设备上运用振动监测技术后可以使设备在监控下运行，能有效防止轴承等关键部件的失效造成的较大的设备事故，根据检测结果可以合理的制定设备的维修计划以及安排备件的采购计划。
低速重载设备由于运行速度较低，一般的速度或加速度传感器无法及时发现故障隐患，本文主要以激光测振和声发射测振两种方式对现场进行测试，并分析测试结果，探索激光及声发射测振在低速重载设备故障检测中运用的可行性。
2 激光与声发射测振检测
2.1激光测振
激光出现以后，使用激光技术进行测量、测振的研究及应用得到了迅速的发展。由于激光具备其他测振装置不可替代的优点，使其在测量精度以及测量范围上有大幅的提高。目前，各先进国家均采用激光干涉测振仪建立了国家振动基准[2]。激光测振多用于军工航天、精密民用设备上，在低速重载设备上应用较少。
2.2声发射测振检测
声发射AE（Acoustic Emission）检测是一种动态无损检测方法，声发射信号是材料内部由于裂纹萌生、扩展而产生应力集中，并以应力波的形式释放能力的一种信号，该信号主要来源于缺陷本身，通过高灵敏度的声发射传感器，可以检测到缺陷所引起刚体表面10-14m的振动[3]。因此与其它振动传感器相比，声发射检测可以得到设备早期故障的信号，以便及时进行分析以及做好预防措施。
3 现场测试
3.1测试点的选取
此次测试均选取支承座内壁为测点。先以抹布和砂纸将内壁擦拭干净并打磨光滑，然后分别贴上反光纸、装上声发射传感器用于激光测振和声发射信号采集。
3.2仪器安装
选取相对安全的区域，按照仪器使用规范分别安装激光测振仪和声发射检测仪。
3.3信号实时采集
采集鋼包回转支承的状态信息，该设备在测试时处于停机状态，现场测试回转一周时间大约为53秒，连续多次采集回转时的动态信号。
4 信号分析
应用专业软件分析所有的信号并进行比较，识别不同状态下钢包回转支承振动和声发射信号的不同特征，寻找规律，积累经验，部分测试信号如下各图所示。
4.1 激光测振信号
首先采用激光测振对钢包回转支承进行测量，本次测量采集该钢包空载情况下的运行，激光测振信号的时域图见图1，其信号的频谱图见图2。
再采用声发射设备对该钢包回转支承进行测量。同样，钢包空载情况下的运行，测振信号的时域图见图3，时域图局部放大图见图4，从时域图中可以看出有周期性冲击，周期为0.01s，频率为100Hz。
4.2 声发射信号
图5、图6分别为钢包空载旋转状态AE信号频谱图及其局部放大图，从频谱图可以看出有间隔为100Hz左右的谐波。
5 结论
5.1 测试成效
本次测试为已知的首次将激光测振仪器及用于钢铁厂大型低速重载设备的实时信号采集；首次将声发射检测仪用于钢包回转支承的实时信号采集。
5.2 测试结果
图1是钢包空载旋转状态激光测振信号的时域图，可以看到有许多的周期性波形，这与图3声发射信号的时域信号是一致的，图2的钢包空载旋转状态激光测振信号频谱图与图5声发射信号频谱图一样，有频率间隔为100HZ的大量谐波，这可能是现场电流干扰，因为大包回转台零部件没有这样的频率成分。
通过本次试验可以得到的结论为激光测振与声发射检测在低速重载设备的检测上可以得到一致的结论，而且都能检测出设备的不正常状态。
参考文献
[1] 樊建忠.炼钢转炉倾动机在线振动监测系统与应用[J].设备管理与维修，2014，4：64-66
[2] 李民.激光测振在振动计量中的若干技术问题的研究[D]. 浙江大学硕士论文，2003
[3] 路悄悄. 基于声发射技术的低速重载设备故障诊断方法研究[D]. 北京科技大学博士学位论文， 2013
作者简介：
李海颖（1976-），女，河北邢台人，硕士，副教授，从事计算机教学与研究工作。
关键词：激光测振；声发射测振；低速重载
1 概述
炼钢厂钢包回转机构、钢包倾动机构等均属于低速重载设备，同时也是该厂的关键部件，由于价格昂贵，且预计寿命较长，故一般没有备件储备。据有关资料表明，全国其它炼钢厂的钢包倾动机构以及回转机构的轴承在没有达到预期的使用年限时就有部分发生故障造成损坏，严重影响正常的生产。有关资料显示即使同一批次生产的轴承，它们的工作最长寿命与最短寿命之比为1：2.4[1]。若在低速重载设备上运用振动监测技术后可以使设备在监控下运行，能有效防止轴承等关键部件的失效造成的较大的设备事故，根据检测结果可以合理的制定设备的维修计划以及安排备件的采购计划。
低速重载设备由于运行速度较低，一般的速度或加速度传感器无法及时发现故障隐患，本文主要以激光测振和声发射测振两种方式对现场进行测试，并分析测试结果，探索激光及声发射测振在低速重载设备故障检测中运用的可行性。
2 激光与声发射测振检测
2.1激光测振
激光出现以后，使用激光技术进行测量、测振的研究及应用得到了迅速的发展。由于激光具备其他测振装置不可替代的优点，使其在测量精度以及测量范围上有大幅的提高。目前，各先进国家均采用激光干涉测振仪建立了国家振动基准[2]。激光测振多用于军工航天、精密民用设备上，在低速重载设备上应用较少。
2.2声发射测振检测
声发射AE（Acoustic Emission）检测是一种动态无损检测方法，声发射信号是材料内部由于裂纹萌生、扩展而产生应力集中，并以应力波的形式释放能力的一种信号，该信号主要来源于缺陷本身，通过高灵敏度的声发射传感器，可以检测到缺陷所引起刚体表面10-14m的振动[3]。因此与其它振动传感器相比，声发射检测可以得到设备早期故障的信号，以便及时进行分析以及做好预防措施。
3 现场测试
3.1测试点的选取
此次测试均选取支承座内壁为测点。先以抹布和砂纸将内壁擦拭干净并打磨光滑，然后分别贴上反光纸、装上声发射传感器用于激光测振和声发射信号采集。
3.2仪器安装
选取相对安全的区域，按照仪器使用规范分别安装激光测振仪和声发射检测仪。
3.3信号实时采集
采集鋼包回转支承的状态信息，该设备在测试时处于停机状态，现场测试回转一周时间大约为53秒，连续多次采集回转时的动态信号。
4 信号分析
应用专业软件分析所有的信号并进行比较，识别不同状态下钢包回转支承振动和声发射信号的不同特征，寻找规律，积累经验，部分测试信号如下各图所示。
4.1 激光测振信号
首先采用激光测振对钢包回转支承进行测量，本次测量采集该钢包空载情况下的运行，激光测振信号的时域图见图1，其信号的频谱图见图2。
再采用声发射设备对该钢包回转支承进行测量。同样，钢包空载情况下的运行，测振信号的时域图见图3，时域图局部放大图见图4，从时域图中可以看出有周期性冲击，周期为0.01s，频率为100Hz。
4.2 声发射信号
图5、图6分别为钢包空载旋转状态AE信号频谱图及其局部放大图，从频谱图可以看出有间隔为100Hz左右的谐波。
5 结论
5.1 测试成效
本次测试为已知的首次将激光测振仪器及用于钢铁厂大型低速重载设备的实时信号采集；首次将声发射检测仪用于钢包回转支承的实时信号采集。
5.2 测试结果
图1是钢包空载旋转状态激光测振信号的时域图，可以看到有许多的周期性波形，这与图3声发射信号的时域信号是一致的，图2的钢包空载旋转状态激光测振信号频谱图与图5声发射信号频谱图一样，有频率间隔为100HZ的大量谐波，这可能是现场电流干扰，因为大包回转台零部件没有这样的频率成分。
通过本次试验可以得到的结论为激光测振与声发射检测在低速重载设备的检测上可以得到一致的结论，而且都能检测出设备的不正常状态。
参考文献
[1] 樊建忠.炼钢转炉倾动机在线振动监测系统与应用[J].设备管理与维修，2014，4：64-66
[2] 李民.激光测振在振动计量中的若干技术问题的研究[D]. 浙江大学硕士论文，2003
[3] 路悄悄. 基于声发射技术的低速重载设备故障诊断方法研究[D]. 北京科技大学博士学位论文， 2013
作者简介：
李海颖（1976-），女，河北邢台人，硕士，副教授，从事计算机教学与研究工作。