[发明专利]冷轧加热炉炉辊运行状态的在线监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷轧加热炉炉辊运行状态的在线监测方法。 

背景技术

冷轧加热炉炉辊是冷轧生产线的主要设备之一。加热炉炉辊对炉内薄板坯起支撑和传输作用，一旦炉辊发生故障，可能引起薄板表面划伤、甚至出现断带和堆钢，造成生产线异常停机。 

冷轧加热炉炉辊的失效形式表现为：轴承故障、炉辊弯曲下挠、局部鼓肚、内外环开裂、过量磨损、炉辊表面耐材脱落以及内腔结水垢等。对于炉辊的这些故障现场普遍采用耳听、手摸的方式，少数采用简易仪器进行测试，采用上述方法无法准确监测炉辊的运行状态，故基本采用定期维修和事后维修的方式，通过定期维修和事后维修的方式来消除炉辊的缺陷，以保证设备的正常运行。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种冷轧加热炉炉辊运行状态的在线监测方法，利用本方法可实时监测炉辊和轴承的运行状态，及时发现炉辊和轴承运行中的各类缺陷，保证了设备的正常运行及生产产品的质量。 

为解决上述技术问题，本发明冷轧加热炉炉辊运行状态的在线监测方法，包括炉辊、滚动轴承和设置于轴承座上用于输出炉辊和轴承振动信号的振动传感器，所述方法包括如下步骤： 

步骤一、采集所述振动传感器输出信号Yi，对该原始信号Y_i作频谱分析，并通过Hilbert作信号重构，提取炉辊和轴承的特征信号； 

步骤二、所述轴承故障表现在不寻常振动级值有冲击，所述轴承各部件的冲击速率和振动频谱的关系为

轴承外圈振动频谱：     f_O＝nf_r(1-dcosα/D)/2                          (1) 

 轴承内圈振动频谱：     f_i＝nf_r(1+dcosα/D)/2                          (2) 

轴承滚动体振动频谱：   f_p＝f_r(D/d){1-[d(cosα)/D]²}/2            (3) 

轴承保持架振动频谱：   f_h＝{f_i[1-d(cosα)/D]±f_o[1+d(cosα)/D]}/2 (4) 

式中：n为滚动体数、f_r为轴承内圈、外圈相对转速频率、d为滚动体直径、D为节圆直径、α为接触角；

步骤三、设定轴承故障因子，轴承内圈故障因子B₁、轴承外圈故障因子B₂、轴承滚动体故障因子B₃、轴承保持架故障因子B₄，则轴承各部件故障因子与振动频谱间的关系为： 

B₁＝(A_fi+1/A_fi+U_fi+1/U_fi)/4                  (5) 

B₂＝(A_fo+1/A_fo+U_fo+1/U_fo)/4                  (6) 

B₃(A_fp+1/A_fp+U_fp+1/U_fp)/4                    (7) 

B₄＝(A_fh+1/A_fh+U_fh+1/U_fh)/4                  (8)