前言：

钢铁行业是典型的资源型、高能耗产业，钢铁厂的设备种类多，但是多数设备工作工况复杂，变速速、变载增加了故障诊断的难度，针对设备经常发生问题的地方在检修时更能采取有效措施，延长设备使用寿命，减少设备维修量，因此我们需要提前知道轴承出现的故障隐患，提早发现问题，在正常检修时就将其更换，从而使设备管理者的管理水平得到大大提高，而提前发现轴承、齿轮的故障隐患正好是瑞典SPM公司冲击脉冲和高清包络等技术的强项。

    瑞典SPM公司是当前的从事状态监测的专业公司，在状态监控行业享有盛誉，集研究、生产、销售、服务于一体。SPM公司总部设在瑞典，在80多个公司与地区设有分公司及办事机构。自1970年成立至今，SPM先后研究了冲击脉冲技术、油膜诊断技术、冲击脉冲频谱分析技术、EVAM振动智能诊断技术等，并生产了大量畅销的测试仪器与在线监控系统。

作为与实效的代名词，SPM的技术、测试仪器及在线系统已在100多个公司各种工业环境下的数十万台关键设备上，实现成功运用，解决了当前诊断界长期难以解决的技术难题：

1）滚动轴承的早期预警、润滑监测及准确诊断：利用冲击脉冲技术，有效解决了这一技术难题，将预警期提前至3-5个月，这一点对于重要设备的轴承尤为重要，利用冲击脉冲HD技术，结合冲击脉冲时域波形及冲击脉冲频谱分析，对轴承实现 “更早、更准确、更各项指标” 的精密诊断。

2）低转速设备的监测与诊断：冲击脉冲技术可有效解决低转速的设备轴承监测，在各行业40年的应用表明，冲击脉冲技术是目前较为可行的能够有效监测低速设备轴承的手段；而常规的振动技术因振动传感器的固有特性导致难于对低速设备的轴承进行有效监测，这是各行业许多用户的经验总结。

3）轴承安装质量监测：冲击脉冲技术可有效解决轴承安装质量的监测，比如机车牵引电机大修更换轴承后的安装质量监测；以及可用于牵引电机架修时的轴承状况监测。

4）“绿、黄、红”的状态警示：根据系统自带的或设定的报警域值将设备状态直接用“绿、黄、红”给予提示，直观明了，设备监测人员只需重点关注少数“红”色报警的设备，并对其进行精密分析，找出报警原因、及时处理；同时适当关注“黄”色预警的设备，提前预知开始劣化的设备状况，为合理安排检修计划提供的依据；而对于大量的“绿”色状态的设备可不进行精密分析，令操作、维护、诊断、设备普查等简单易行，大幅减少人工监测与分析的工作强度、提高工作效率。 

一、技术综述

当前设备制造商ABB电机、西门子电机、英格索兰、阿特拉斯、博莱特、苏尔寿、SEW、Flender、安德里茨、德国WP、日本制钢JSW等，在其产品的设计规范中均有SPM冲击脉冲的技术标准，部分已在其设备出厂前安装冲击脉冲传感器或冲击脉冲适配螺钉，并使用该技术进行出厂检验。

相关技术介绍

1、高清冲击脉冲技术

SPM HD 冲击脉冲轴承监测技术是状态监测行业革命性的新成就，它突破了转速边界，能测量贯穿1-20000RPM 转速范围的轴承状态（振动采集范围100-10000Hz）；SPMHD 能够将期望获得的轴承信号从复杂的背景噪声中区分出来，经提取和增强，从而得到一个清晰的一览无疑的轴承状态信息。采用SPMHD 测量，可获得轴承状态值HDm/HDc、HD 时域波形（SPM Time Signal HD）和HD 频谱（SPM Spectrum HD）。

 通过HDm/HDc 对轴承进行标准化评估图

1) HDm 是脉冲脉冲较大值，反映轴承的损伤程度。

2) HDc 是冲击脉冲地毯值（基本值），反映轴承润滑状态。

3) 好轴承：HDm 在绿色区域，其值小于或等于20；

4) 轴承早期故障：HDm 在黄色区域，其值在21-35 之间，HDm 和HDc 间有较大的差值；

5) 坏轴承：HDm 在红色区域，其值等于或大于35，HDm 和HDc 间有较大的差值；

6) 润滑不良： HDc 接近于或大于20， HDm 和HDc 间的差值很小；

用HD 时域波形（SPM Time Signal HD）分析轴承故障根源，通过这样的时域信号，即使不知道轴承的型号，也能对轴承做出分析，因为轴承每个部件均有其各自不同的时域特征：

2、 HD ENV高清振动包络

HD ENV是SPM公司较新技术，基于常规振动包络技术基础上，采用高清振动数字包络技术，对传感器采集的信号采用数字包络技术，同时引入转速，利用阶次追踪技术，结合征兆加强器，过滤掉一些随机信号，得出智能评估的高清真峰值以及高清频谱、高清时域信号，从而更早的发现故障。

HD ENV高清包络技术预设几种过滤方式，不同的过滤选择发现不同阶段的轴承故障，操作更简单，判断轴承故障阶段更容易，见下图。

3、振动监测技术主要分析功能

1) 振动量显示及趋势图

2) 带自动征兆的频谱分析，征兆趋势分析

3) 多重频带报警

4) 智能专家分析系统EVAM

5) 智能延时报警

6) 时间同步平均

7) 圆坐标

常规振动监测功能这里不做过多介绍，重点介绍圆坐标技术。在进行频谱分析时域波形分析时，常见的图形是基于直角坐标系。圆坐标系在采样时，采用转速传感器来进行采集相位界定，每转一圈，采集一次完整信号，再转一圈，再采集一次完整信号，并将每转时间和对应的转动角度联系起来，形成一一对应关系，将直角坐标图形转变为圆坐标图形，见下图所示。

圆坐标可以非常直观的看出齿轮是否有问题。

看下面右侧圆坐标图，可以清晰发现测试3个方向圆坐标图上很好一样，并发现5个较大冲击信号，5个较小冲击信号。说明该齿轮存在5处大的磨损，5出小的磨损，解体后发现验证无疑，见下图。

二、针对不同的设备的特点——我们推荐的相关方案

一）重点和疑难检测设备，采用在线或半在线

立辊轧机：载荷大，高温，检修困难，干扰信号大

粗轧机：变速，负荷复杂，干扰信号多；

精轧机：变速，负荷复杂，干扰信号多；

高速飞剪：变速变载，检修困难，干扰信号大；

卷取机：载荷大，结构复杂，检修困难，干扰信号大；

二）工况比较稳定的，易于检测的，采用便携式仪器检测

天  车：工况比较稳定，易于检测

电  机：工况比较稳定，易于检测