磨粒分析在脂润滑设备的故障诊断方面的应用

  吊车、航车、天车都是人们对起重机的俗称，行车和现在我们所称的起重机基本一样。是用来进行物料搬运作业的机械设备，通过工作机构的组合运动，把物料提升，在空间一定范围内移动，完成物料搬运的工作循环。

  行车的组成之一卷筒联轴器是一种新型挠性联轴器，主要用于起重设备中起升机构的减速器输出轴与钢丝绳卷筒的联接，也适用于其它类似的既传递转矩又承受径向载荷的机械设备，但不能用作需承受轴向载荷的传动。卷筒连轴器是行车中非常重要的设备，承受较大的负荷，且运转速度比较低,其在运行过程中经常会出现局部点蚀、疲劳剥离等故障。设备发生突发故障时，一般都会引起较大的经济损失, 而对其进行检修往往要花费大量的人力和物力。因此，需要有新的技术手段来对其进行状态监测和故障诊断。

  卷筒连轴器也是采用润滑脂来进行润滑的，由于润滑脂属于粘稠状半固体状物质，无法循环流动，在使用过程产生的磨粒基本停留在原来位置，因此很难采集到有代表性的油样。同时，由于润滑脂一般还具有密封的功能，导致所采集的样品中往往存在大量的外界污染物，这给润滑脂的磨粒分析带来很大困难。加上润滑脂中稠化剂的含量很高，常规的有机溶剂很难将润滑脂中的有机物全部溶解而不影响磨粒的外观形貌。

  正因为以上特点，普通的方法无法完成对润滑脂中金属颗粒进行定量和定性分析。所以需要采用新的方法，将润滑脂的磨损分析方法与润滑油的有关分析方法统一起来，来进行脂润滑设备的状态监测和故障诊断。

一、定量分析

  可通过光谱分析对润滑脂中所含金属元素浓度进行定量分析。

  先用溶剂对润滑脂进行预处理，使之成为液体状溶液，再利用油料光谱仪对其元素含量进行测定。在实际操作过程中，一般主要分析铁、铜、铬、镍等磨损金属的元素含量。

  对行车卷筒联轴器进行磨损分析检测，分两次时间点进行取样，判定主要金属元素的含量，看两次取样的分析结果中，有没有哪种元素的含量异常偏高，来分析推测联轴器本身是否有异常磨损出现，如果其中铁元素含量异常偏高，则说明是有异常磨损出现的。

二、定性分析

  可通过铁谱技术对润滑脂中所含金属颗粒的形状、成分进行测定。

  铁谱分析则是先将润滑脂预处理成液体状溶液后，再利用旋转式铁谱仪自备谱片，再通过铁谱谱片观察磨粒形态。磨粒光学观察的目的是应用铁谱显微镜及其附件观察铁谱片上各种微粒的数量、尺寸、表面纹理、轮廓以及光泽，从而分析判断机械的磨损状态及发展趋势。因此在铁谱片上众多的颗粒中应重点观察分析的是尺寸较大、数量较多的颗粒，尤其是各种异常磨损颗粒。

  进一步对样品进行磨粒分析显示润滑脂中存在大量金属氧化物颗粒和中、小尺寸的钢质磨粒，如果有将近100*70 微米的片状磨粒，则说明有大量金属氧化物，说明摩擦表面有润滑不良现象，大量磨粒的出现，就说明由于润滑效果差，导致设备出现了异常磨损，需要现场点检尽快补充润滑脂, 以改善摩擦副润滑状态。如果铁谱分析显示检测润滑脂中存在大量红色氧化物颗粒,说明该测点的摩擦副存在较严重的锈蚀现象,可对此监测点进行跟踪监测，以此来判定联轴缓冲器是否有较严重的润滑不良现象或是较严重的异常磨损现象，以此建议重点检查设备磨损状况。

  通过磨粒分析技术，来诊断行车卷筒联轴器的故障，特别是背景振动复杂的联轴器由很不错的效果。

附：论文