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导语
工业设备由各种动、静部件构成，如果设备“带病”运行，往往会给企业生产带来很大隐患。上一期中我们基于设备健康管理平台PreMaint对石化行业的往复式压缩机进行了“悬丝诊脉”。本期我们将聚焦煤炭行业，对洗煤厂振动筛设备进行全面的“悬丝诊断”。
01 “病人”-振动筛
工业振动筛设备主要用于矿山、煤炭、冶炼、建材等行业，是用于煤炭、泥浆固相处理的一种过滤性的机械分离设备，由筛网和振子组成。筛网又分为粗筛网和细筛网，分别筛选不同大小的煤炭。振子是一个偏心轮，在电动机带动下旋转，使筛架发生振动。由于筛架的振动，煤炭运输到筛面上时较粗的颗粒就留在筛面上，较细的颗粒就通过筛孔筛选到下层。
煤炭企业使用的振动筛
振动筛在煤炭生产领域发挥着重要的作用，运转状况关系到整个生产流程。如果运行中的振动筛出现非计划性停机，将导致一系列问题：影响工艺流程、造成巨大的生产损失、增加额外的维修费用、影响人员、环境及设备安全等。振动筛传动部件主要包含电机、皮带传动装置、轴承座、激振器、万向传动轴、激振器等。振动筛主要机械结构故障类型主要有承重梁开裂、弹簧失效、侧板开裂、激振器齿轮和轴承损坏、振动电机轴承损坏、筛篮积料等故障，基于大量的统计数据，振动筛传动部件易损伤部位主要是电机轴承和激振器轴承。
振动筛传动系统简图
为了能提前发现关键部位的病症，防患于未然，减少意外停机和灾难性事故，保证设备长周期、安全稳定运行，我们通过对振动筛进行“悬丝诊脉”，提前发现设备的亚健康状态。
02 “悬丝”-多源信息融合技术
振动筛是利用振子激振所产生的往复旋型振动而工作的。振子的上旋转重锤使筛面产生平面回旋振动，而下旋转重锤则使筛面产生锥面回转振动，其联合作用的效果则使筛面产生复旋型振动。其振动轨迹是一复杂的空间曲线。根据信号分析专家的判断，选择目标点位安装无线传感器，来采集设备的振动、温度、电流、电压等多源信号，实时监测设备的运行状态。
传感器将采集的数据传输到现场数据采集终端，数据采集终端通过以太网/4G/5G/WIFI等方式将数据传输至PreMaint，系统对多源信息进行融合与计算，用于全面评价设备的健康状态。
安装在振动筛上的无线传感器
03 “诊脉”-远程诊断预测设备状态
现场采集到的设备数据通过网络传输到远程数据中心，远程诊断系统PreMaint对设备数据进行实施的监控与分析，实时评估设备健康状态，真正实现“悬丝诊脉”。
千人千面设备管理全局看板
PreMaint具备综合故障诊断及健康评估能力，系统对采集的数据进行清洗、存储和计算，输出不同的结果，用于展示层的数据展示。用户通过前端应用实现对振动筛的过程监控、状态跟踪、故障处理以及设备的日常维保工作。PreMaint实现对设备的7*24h在线状态监测，通过对设备旋转部件的运行状态参数实施在线实时监测，用于持续的评估设备的健康状态，提前预知设备故障隐患，定位故障部位和故障类型，判断故障严重程度和预测设备劣化趋势，避免设备的非计划停机，同时为设备合理维护提供决策依据。
PreMaint系统能够预测的设备故障
在对某煤炭企业振动筛的日常监测中，我们发现设备各测点高频段振动状态急剧劣化。7H和8V测点振动较5H和6V测点振动劣化更迅速。对8H测点的振动数据进行进一步的分析。
7V测点高频段振动加速度时域信号及其频谱
测点加速度时域信号存在明显的冲击特征，冲击频率约为160Hz；测点信号频谱中，低频段存在明显的约160Hz的频率及其谐频，且存在较明显的调制边带，调制频率与设备的转频相符；高频段存在较高的噪声平底，对高频段信号进行包络解调。
7V测点高频段包络解调谱图
测点低频段频谱中主要特征为约160Hz及其谐频，且存在明显的调制边带，调制频率与设备的转频相符。160Hz的频率与振动器的轴承内圈特征频率相符，判定振动器7/8测点对应的轴承内圈损伤，且出现了大面积的剥落。现场工程师对对应的激振器进行了拆解，拆解结果与系统诊断结论一致。
相关测点处轴承内圈损伤图
结束语
目前， 煤炭行业的振动筛等设备的运行维护主要以人工巡检、事后维修、定期检修的传统模式进行。随着煤炭企业开始向 “智慧矿山”转型发展，建设远程监测诊断系统成为煤炭企业提升设备管理水平的必要手段之一。使用PreMaint，通过“悬丝诊脉”即可实现设备的状态监测和智能诊断，提前预知设备故障，从而达到降本增效和满足设备精细化管理的需求。
