水泥機械設(shè)備的故障和診斷技術(shù)探討

吳慧龍

（華潤水泥（富川）有限公司 廣西賀州 542700）

近年來，科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，機械設(shè)備的自動化和智能化水平不斷提升，同時設(shè)備故障診斷的精準性以及專業(yè)性也得到全面提升，在實際應(yīng)用中，發(fā)揮著重要的作用?；谛畔⒓夹g(shù)的故障診斷技術(shù)，提升了機械設(shè)備故障診斷的水平，實現(xiàn)了遠程在線精準診斷，預(yù)測故障，快速定位故障，減少了設(shè)備的損害率，延長了機械設(shè)備的使用壽命。

1 水泥機械設(shè)備的故障分析

從水泥機械設(shè)備類型角度來說，包括球磨機和破碎機以及輥壓機等。在實際應(yīng)用中，常見各類故障。以球磨機為例，如果原材料進入端中的空軸軸間間隙很小，球磨機運行中，90%左右的功率，可能會轉(zhuǎn)化成為熱能，加之磨料的溫度，使得滾筒體軸向出現(xiàn)熱變形，造成熱膨脹以及停機引起的冷縮問題，受到軸向力的影響，軸瓦發(fā)熱。除此之外，受到球面瓦和球面座銜接不良情況的影響，軸瓦基礎(chǔ)邊緣也會產(chǎn)生局部高溫的情況。在進行故障診斷時，利用各類故障診斷技術(shù)，能夠輔助故障檢測和處理工作的高效開展，提高故障處理效率。

2 水泥機械設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

2.1 設(shè)備檢測和診斷方法

不同等級的機械設(shè)備，在進行故障檢修和維修時，采取的檢測與診斷方法不同。具體如下：①一類設(shè)備。此類設(shè)備主要包括水泥磨和冷卻機以及大型風(fēng)機等。故障診斷中，采取的精密診斷法。使用精密性較強的診斷儀器，開展機械設(shè)備運行狀態(tài)的診斷以及檢測，比如振動檢測等。為保證檢測和診斷工作的效率，需配置設(shè)備預(yù)測維修以及管理專家系統(tǒng)軟件等。②二類設(shè)備。此類設(shè)備具體為輸送設(shè)備以及收塵器等。故障診斷中，采取的是精密診斷法+簡易診斷法，比如發(fā)射法和脈沖法等，結(jié)合使用超聲波探測儀以及脈沖儀等，進行故障診斷。③三類設(shè)備。此類設(shè)備具體為輔助設(shè)備以及小型輸送設(shè)備等。故障診斷中，采取的是簡易診斷法，也就是經(jīng)驗法+表象診斷法，比如耳聽和簡單測量等，結(jié)合使用測溫儀以及聽診器等。

從故障診斷實踐來說，振動診斷技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。一般來說，對整臺設(shè)備進行故障診斷，利用振動診斷技術(shù)，根據(jù)振動強度，進行故障判斷。振動強度越激烈，則存在故障的可能性就越大。除此之外，配合振動頻譜分析，確定故障位置，采取處理措施。

2.2 主要設(shè)備的診斷技術(shù)

2.2.1 輥壓機

在實際應(yīng)用中，輥壓機主要被用于堅硬物料的粉碎，比如水泥和礦石等。常見故障位置為滾動軸承，進行故障診斷時，多使用數(shù)據(jù)采集器和計算機系統(tǒng)等，檢測設(shè)備的溫度和振動情況。需注意的是，水泥制造企業(yè)使用的輥壓機，對設(shè)備性能的要求更高，通常要配置專業(yè)的檢修技術(shù)人員，負責(zé)日常管理和維護。日常運維管理工作中，定期使用存儲測溫儀以及振動儀，對輥壓機運行情況進行檢測。

2.2.2 破碎機

目前，關(guān)于破碎機故障診斷作業(yè)中，常用的故障診斷方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及證據(jù)理論融合等。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)的應(yīng)用，是通過測量各類參量，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進行測量空間到故障空間的映射，最終實現(xiàn)故障快速診斷。經(jīng)過訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可存儲相關(guān)過程的知識，根據(jù)機械設(shè)備的正常歷史數(shù)據(jù)，進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，再根據(jù)實際測量的數(shù)據(jù)，進行對比分析，最終確定設(shè)備故障。證據(jù)理論融合法的應(yīng)用，是基于設(shè)備的復(fù)雜性以及影響因素不確定性特點，運用貝葉斯法以及證據(jù)理論方法，進行故障診斷。具體操作中，通過溫度數(shù)據(jù)和振動監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行故障診斷，實現(xiàn)故障的精準快速診斷。

2.2.3 水泵和大型風(fēng)機

水泥機械設(shè)備日常管理以及維護，水泵以及大型風(fēng)機是重點對象，故障診斷部位為滾動軸承以及機體。在具體操作中，采用脈沖診斷法，開展設(shè)備運行狀態(tài)檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)快速診斷。診斷原理和破碎機的相同，都是通過溫度檢測和振動情況監(jiān)測，根據(jù)滾動軸承以及機體運行情況，開展故障診斷分析[1]。

2.2.4 球磨機

從水泥機械設(shè)備故障診斷實踐來說，對于球磨機的故障診斷，主要檢測的部位為空軸滾動軸承與磨機基礎(chǔ)等，通過上述分析，了解球磨機發(fā)生的故障，主要在軸承等位置，因此為重點檢測對象。在檢測中，多采取測溫法和測振法、抽樣檢測分析法等。在進行滑動軸承的診斷時，運用聲發(fā)射檢測法和油樣檢測分析法等，開展故障診斷分析。診斷磨基礎(chǔ)故障時，運用數(shù)據(jù)采集器以及計算機系統(tǒng)，輔助診斷工作的開展。

2.2.5 回轉(zhuǎn)窯

回轉(zhuǎn)窯故障診斷，主要檢測的部位為滑動軸承和筒體等。診斷筒體以及輪帶時，采取間隙測量法和溫度檢測法，進行故障快速檢測。診斷滑動軸承故障時，采用的是聲發(fā)射和油樣分析法等。診斷傳動部位故障時，通過溫度檢測和振動監(jiān)測等，進行故障分析。對于筒體和輪帶等部位，使用筒體掃描儀或者紅外測溫儀等，開展故障檢測[2]。

3 水泥機械設(shè)備的故障和診斷技術(shù)的應(yīng)用實例

3.1 案例概述

以某企業(yè)為例，配置了2套輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)。設(shè)備的基本情況如下：①規(guī)格為φ1600×1500；②磨料通過量為780t/h；③輥子線速度為1.57m/s；④裝機功率為2×1120kW；⑤電機輸出轉(zhuǎn)速為1490r/min。設(shè)備運行2年后，出現(xiàn)輥壓機振動距離和機架底座開裂等情況。經(jīng)過多次檢修，沒有徹底解決振動問題等，影響著生產(chǎn)作業(yè)的開展，決定對其進行徹底檢修。現(xiàn)結(jié)合此故障處理，分析診斷技術(shù)的具體應(yīng)用，總結(jié)診斷技術(shù)的應(yīng)用策略。

3.2 故障情況和原因分析

為明確輥壓機振動以及軸承損壞的具體原因，選擇空載時，對高速軸軸承以及機架底座，開展振動測量作業(yè)。2號輥壓機振動測量結(jié)果如下：①減速機輸入軸軸承空載振動測量結(jié)果。固定輥減速機的徑向測量結(jié)果為 9.0、9.8、7.3、6.9；軸向測量結(jié)果為 2.9、4.9、5.4、3.0?；顒虞仠p速機徑向測量結(jié)果為 12.2、12.8、13.5、10.3；軸向測量結(jié)果為 4.2、5.1、5.6、6.5mm/s。從結(jié)果來說，輸入軸軸承位置振動相對較大。②機架底座空載振動測量結(jié)果。垂直方向振動測量結(jié)果為2.8、5.1、1.4、2.0mm/s；水平方向測量結(jié)果為1.4、1.7、0.8、1.5mm/s，振動很大。經(jīng)過全面檢查了解，固定輥的電機和減速機之間產(chǎn)生了4.41mm的高差；活動輥的電機和減速機之間產(chǎn)生了5mm的高差。經(jīng)過檢查，電機和減速機等的安裝，都符合標準。后使用光學(xué)水準儀，開展機架底座標高的測量，最終發(fā)現(xiàn)傳動側(cè)底座比傳動側(cè)要低，最大高差達到9.5mm。綜合各類檢測結(jié)果，明確輥壓機振動故障的產(chǎn)生，是因為基礎(chǔ)不均勻沉降，使得機架兩側(cè)底座產(chǎn)生高差，各個軸承座位置偏差，使得設(shè)備振動。

3.3 故障處理方案

通過故障診斷分析，明確了故障產(chǎn)生的具體原因，結(jié)合設(shè)備使用實際情況，最終決定解體輥壓機，重新進行安裝，保證輥壓機能夠穩(wěn)定運行。故障處理方案如下：①拆除解體輥壓機；②重新制作砂墩，并且更換地腳螺栓，使用大螺栓；③更換電機底座等。從故障診斷和維修情況來說，采用振動測量等方法，結(jié)合運用檢測設(shè)備，能夠提高故障診斷工作的效率，明確故障產(chǎn)生的原因，進而保證故障得以有效解決[3]。

4 結(jié)束語

綜上所述，水泥機械設(shè)備的故障和診斷技術(shù)應(yīng)用，要結(jié)合設(shè)備的特點，合理選擇故障診斷方法。在具體應(yīng)用的過程中，按照故障診斷技術(shù)流程和要點，做好全面的把控，精準判斷故障原因，采取故障處理措施。