王勇

摘要：本文通过利用现代油液分析技术监测诊断两台斗轮机的行走减速箱油品的性能和相关设备的磨损程度，从而判断机器是否出现了故障以及出现故障的位置和原因，从而避免因出现的故障没有得到尽快排除而造成的危险事故。

关键词：油液分析；状态监测；监测维修

现在在国内的港口中大多采用油液分析技术开检测和诊断机械的工作状况和故障情况。相关工作人员可以通过该技术分析机器中出现磨损颗粒和使用润滑油的前后变化，由此可以根据机器的磨损程度和机器改变的润滑度来判断其是否出现故障以及发生的原因。在分析过程中，对机器的润滑状态的检测通常使用理化分析法，对较小颗粒的分析通常选用光谱法，对较大颗粒的分析通常先用铁谱法。

斗轮机是专门用于港口内堆积取放松散体积的机械工具之一，其由多种部分构成。最近几年来，神华粤电珠海港企业通过油液分析技术对该种机器设备进行状态监测，以此达到及时了解机器设备有关润滑油性能和磨损程度的变化，从而尽可能避免因出现的故障没有得到尽快排除而造成的危险事故。本文通过介绍公司正在使用的两台斗轮机中包含的行走减速器的机械工作状态，进一步介绍实施油液分析技术的具体方案及产生的作用。

1油液监测的具体内容

1.1抽取油液样品

在采取油样时要保证具有真实性和较高的质量。保证真实性要以改进设备采样的方法、制定好采样的频率、规范采样的流程为基础，从而确认具备极大有用信息量的原始油液。此外，想要能够较大正确程度地判断减速箱的润滑状态与磨损程度，应確定油箱放油口为采取油液的位置，在取样之前先倒掉少量上层油样，每两个月进行一次取样，每次所取容量大致为250毫升，在样品的容量瓶上贴好写好容量和时间、设备位号的标签。

1.2测试方法

油液分析计划应具体包括以下步骤：第一为分析油液自身的性状；第二为分析油液已受污染的程度；第三分析油液中出现的磨损颗粒数量。

不管是基础的实验设备还是带有完善实施的试验设备，其检测油液的实验室系统建立都是以现代化的油液理论为基础，给予使用机器的工作者提供性能信息，帮助港口企业及时制定并调整完善修理保护的计划。相关检测的技术方法主要通过运用分析理化数据指标法、PQ指数分析法、光谱分析技术及铁谱分析技术。其中可以通过对理化数据指标的动态变化监测可以评价油品该阶段的性能情况和污染程度，通过由分析光谱得到的数据可以估量使用油中所含能产生污染的金属元素、及添加剂的多少，通过参考结合运用PQ指数和铁谱技术测出的数据可知齿轮箱在使用的过程中携带的磨损颗粒的组成成分、数量大小、基本形状，从而评断出齿轮箱现阶段的磨损程度。

2分析通过监测得到的数据信息

2.1理化性质分析

通过分析油液的理化数据信息可知机器正在使用油品的性质，帮助机器使用者对设备进行选取油品的种类，根据具体情况进行换油，探析得到齿轮箱相关的机械部件存在的安全隐患与油样本身质量之间的联系。齿轮箱一般使用的齿轮油包含的理化指标具体为图1中显示的3项。机器可以根据其中的运动黏度指标选择适合的润滑油、判断什么时候适合换油。从图2中可以看出，在监测过程中斗轮机A的行走减速器润滑油的黏度测试值的变化幅度较小，但是在2014年1月斗轮机B的行走减速机的黏度测试数值快速上升，其猜测的原因是油品因受到外环境的污染或被严重氧化发生质量改变的情况。酸值的指标可以用来显示判断油品是否发生氧化变质以及变质的程度，当酸值不断在变大的时候可知润滑油在使用的过程中逐渐发生氧化变质，严重变质的润滑油更易对机器造成腐蚀。由图3可知在监测过程中斗轮机A总酸值基本不变，但在2014年1月斗轮机B油品的总酸值急速增大，可知该油品已发生变质。水分指标表示的是油品中所含的水量，当润滑油中含有水分时会在损坏油膜的同时出现乳化现象。这种情况的产生不仅会易导致机器出现磨损还会加速机械的腐蚀和润滑油的变质。由图4显示数据可知，在监测过程中斗轮机A的行走齿轮箱在2013年11月开始有水分产生，在2014年1月份所含水分量快速增加。其可能原因有邮箱内进去冷却水或者是箱失去盖密效果导致外界水蒸气进入邮箱。

2.2分析PQ指数数据

PQ指数分析的基本方法原理是以含有磁性的磨损颗粒会因磁场的变化而产生变化为基础来判断润滑油中所含有的铁屑。通过研究可知指数的大小与相关铁屑含量及大小有明显的比例关系。此外，PQ指数对形态体积较大的铁磁性颗粒产生的敏感度更高。因齿轮减速箱所含有的部件主要由钢铁铸成，所以在监测过程中通过PQ指数来评价机器的磨损程度效果十分明显。由图5的结果可知，在2013年11月斗轮机B的PQ指数开始上升，在2014年1月其数值到达354 nag/kg，表明该减速箱的齿轮、轴承等磨损较严重。

2.3光谱分析

采用光谱技术分析可以定期使用光谱分析仪分析得到润滑油中所含有的不同种的磨损金属，根据监测的结果，来确定机器是否产生了故障。有分析可知油中有三方面的金属来源：（1）机械因产生摩擦作用而产生的磨损颗粒混增加了油中所含金属的含量及种类；（2）油品中添加的试剂本身含有的金属元素；（3）掺入的外界污染物带来的元素如Na、Si、B等。斗轮机的齿轮箱中主要含有的部件为齿轮和轴承。其中制造齿轮的材料主要为铁，轴承的材料主要为刚，所以齿轮箱中因磨损出现的元素主要为Fe和Cu。由图6显示的数据可知，在监测的过程中斗轮机A的减速箱中含有的Fe、Cu元素水平基本不变，表明斗轮机A保持正常的磨损程度。在2013年7月斗轮机B的减速箱中油品内含有的Fe、Cu元素含量有上升的趋势到11月监测的Fe、Cu含量分别达到98mg/kg和17mg/kg，在两个月之后Fe含量达到625 mg/kg，Cu元素达到40 mg/kg，此时减速箱已到了异常严重的磨损程度。与此同时，斗轮机B中含有的Si元素含量也在不断增加，从在2013年11月的46 mg/kg，到2013年1月的132 mg/kg。由于一般产生的sj元素出现在油箱外的粉尘颗粒中其含量增加的可能是油箱盖失去了密封作用。

2.4铁谱分析

当机器出现故障问题时可以通过铁谱技术分析获得油中所含磨损颗粒的含量、尺寸大小、组成成分等，从而进一步分析得出具体的磨损位置、程度及其产生的原因。其中可以根据所含磨粒的颜色可知其中的组成元素从而得出哪个部位出现了磨损；可根据磨损颗粒的大小得出已到达的磨损程度，可根据磨粒的形态得出产生的磨损属于哪种类型。图7和图8分别为斗轮机A、B的行走齿轮箱从2013年11月至2014年1月产生的磨损颗粒图。从图中可知斗轮机A所含有的磨粒性质主要为铁磁性，排列均匀且分布呈链状结构，分布较为稀疏，尺寸均未超于15μm，表明设备处于正常磨损状。图7中磨粒较为密集，未呈链状分布，磨粒尺寸大于15μm的含量较多，表明该齿轮箱的齿轮、轴承已发生严重的磨损现象。

2.5故障诊断

从之前的测试结果可知，斗轮机A的油品润滑质量尚好及出现的磨损程度为正常状态，但斗轮机B状态出现异常其损害较为严重。分析监测油品得出的结果可知导致设备出现磨损的原因可能是箱盖失去了密封的作用，使外面的水蒸气、粉尘颗粒进入油箱中，对其造成了污染，加快了油品质量的降低，无法形成油膜，从而是机器设备的润滑效果降低，同时固体颗粒的进入也增加了机器产生磨损的速度。

3结论

根据所得的结果，港口企业对该斗轮机相关机械进行了检查，发现密封垫已发生老化失去了密封的作用，轴承保持架处于磨损较为严重的状态。此外，由于散料码头的空气较为湿润且含有大量的粉尘，当减速箱停止工作时机器温度从高降到低，水分会从蒸汽凝结为液态从而沉积到油箱中。当安检部在更换了密封垫、轴承保持架及润滑油的两个月之后重新使用该技术可得所含水量恢复正常。综上所述，通过油液监测可以及时了解机器设备有关润滑油性能和磨损程度的变化，从而尽可能避免因出现的故障没有得到尽快排除而造成的危险事故。