邯鋼機(jī)械設(shè)備的故障診斷及處理措施研究

張中華

摘要：冶煉機(jī)械設(shè)備作為鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)重要的組成部分，其直接關(guān)乎鋼鐵冶煉生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。特別隨著全面深化改革的開展，為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)，增加企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益，就必須要加快鋼鐵行業(yè)向節(jié)能減排和效率化方向發(fā)展。但是這均需要以冶煉機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量為保證，所以對(duì)于其故障診斷技術(shù)和處理對(duì)策進(jìn)行探究具有重要意義。以河鋼邯鋼三煉鋼廠冶金設(shè)備為研究對(duì)象，就鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷現(xiàn)狀展開分析，并提出了關(guān)于冶煉設(shè)備故障的處理建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：鋼鐵冶煉；機(jī)械設(shè)備；故障診斷；處理措施

1鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷現(xiàn)狀

在最近幾年，我國(guó)的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展速度很快，而且和一些相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，我國(guó)在鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方面，不僅研發(fā)出了很多種功能齊全的監(jiān)測(cè)設(shè)備，而且還創(chuàng)新了現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)手段，這些科技成果在很多發(fā)達(dá)國(guó)家都有所應(yīng)用。由于我國(guó)鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷的研究較晚，其故障診斷技術(shù)是從二十世紀(jì)八十年代發(fā)展起來(lái)的。后來(lái)，我國(guó)的科技水平不斷提高，一種故障診斷系統(tǒng)被提出，并成為了保證重要設(shè)備正常運(yùn)行的軟件，在此背景下，我國(guó)的智能專家故障診斷技術(shù)得到了很大的發(fā)展，并得到了廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中，普遍應(yīng)用的是發(fā)展最成熟的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)階段我國(guó)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)有二十多種，而且基本功能都比較全面，都為設(shè)備的正常運(yùn)行提供了保障。設(shè)備故障診斷技術(shù)綜合性較強(qiáng)，其融合了多個(gè)學(xué)科，各個(gè)學(xué)科之間的融合和促進(jìn)，共同推動(dòng)了我國(guó)鋼鐵冶煉行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

2鋼鐵冶煉機(jī)械故障診斷技術(shù)分析

在鋼鐵冶煉的過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備具有非常強(qiáng)的多樣性，很多的系統(tǒng)中采用的都是完全不同的傳動(dòng)設(shè)備和液壓設(shè)備，機(jī)械性能的優(yōu)劣會(huì)對(duì)冶煉的效果和效率產(chǎn)生非常重大的影響，另外隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，冶煉方式也在發(fā)展，如近十年興起的真空精煉技術(shù)，RH＼RH-OB＼RH-MFB＼VD＼VOD真空精煉爐冶煉原理和傳統(tǒng)的精煉存在很大的差異，它是通過(guò)飽和蒸汽作為能源介質(zhì)，來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)蒸汽噴射泵系統(tǒng)，形成真空，讓鋼水在負(fù)壓下完成若干循環(huán)，進(jìn)而達(dá)到脫出鋼水中的H＼N等元素，進(jìn)而達(dá)到純凈鋼水的目的，毫無(wú)疑問(wèn)在這樣的情況下我們也需要定期地對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行全面的檢測(cè)測(cè)試，如果發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，一定要采取有效的措施對(duì)其加以維修和保養(yǎng)，確保設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，這也成為了冶煉生產(chǎn)中非常重要的環(huán)節(jié)。鋼鐵冶煉的過(guò)程中其工作環(huán)境并不是非常優(yōu)越，同時(shí)在生產(chǎn)中還需要使用大量不同類型的設(shè)備，在這樣的情況下，為了更好地保證設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行，一定要建立設(shè)備故障診斷系統(tǒng)。在這一過(guò)程中還需要收集各項(xiàng)重要的數(shù)據(jù)以及設(shè)備有可能會(huì)出現(xiàn)的損壞，如果出現(xiàn)了這樣的狀況，就需要采取有效的措施對(duì)其加以處理和控制。設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的核心就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其主要有三個(gè)模塊，即采集模塊、檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。其主要的流程有：首先，借助傳感器將機(jī)械設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行狀況信號(hào)直接反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中；其次，要完成對(duì)特征信號(hào)的處理，不同傳感器所采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)是不同的，對(duì)應(yīng)地將信息傳送到主機(jī)系統(tǒng)中，比如說(shuō)溫度傳感器所收集的就是溫度信號(hào)；再次，信號(hào)處理工作。傳感器收集的信號(hào)一定要按照運(yùn)行的基本要求進(jìn)行信號(hào)提取處理；最后，將提取的信號(hào)開展故障處理，同時(shí)還要借助各項(xiàng)參數(shù)對(duì)設(shè)備實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的分析，這樣就可以根據(jù)實(shí)際的情況及時(shí)做出科學(xué)的處理措施。

3鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障處理對(duì)策分析

3.1轉(zhuǎn)子不平衡處理措施

①若剛性轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，需要觀察并分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有沒有達(dá)到臨界值，要及時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)速率進(jìn)行測(cè)量，與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較；②可以通過(guò)相位分析法進(jìn)行振動(dòng)確定是否是基礎(chǔ)共振引起。若這時(shí)相位與頻率保持一致，就能夠確定不平衡問(wèn)題是由基礎(chǔ)共振引發(fā)；若不同旋轉(zhuǎn)方向上的各點(diǎn)振幅存在一定的相位差速，或者是低速和高速狀態(tài)下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較為接近，就可能是因?yàn)椴黄胶鈫?wèn)題造成；③轉(zhuǎn)子是否存在不對(duì)中問(wèn)題是十分常見的轉(zhuǎn)子故障，從平行不對(duì)中及角度不對(duì)中兩個(gè)方面表現(xiàn)。平行不對(duì)中為兩側(cè)軸承徑向振動(dòng)保持在180°；角度不對(duì)中是兩側(cè)軸向振動(dòng)相位差保持在180°，徑向振動(dòng)方向具有一致性，會(huì)引發(fā)同頻振動(dòng)及多倍頻振動(dòng)。

3.2齒輪故障處理

齒輪在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)中不僅會(huì)對(duì)齒面轉(zhuǎn)動(dòng)力造成影響，還會(huì)隨轉(zhuǎn)動(dòng)力變化而變化。一般對(duì)于齒輪故障的診斷是采用頻域診斷、時(shí)域診斷兩種方法。當(dāng)齒輪發(fā)生故障時(shí)，其頻譜三視圖之上就會(huì)出現(xiàn)變頻帶現(xiàn)象。另外，頻譜圖的波形圖能夠體現(xiàn)出設(shè)備振動(dòng)狀況，因而工作人員在采用時(shí)域診斷方法是需要通過(guò)多組振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)來(lái)提高診斷的精確性?？偟膩?lái)說(shuō)齒輪故障產(chǎn)生的原因包括制造失誤、匹配失誤、潤(rùn)滑不良、操作失誤。如果齒輪安裝失誤，則頻譜中的調(diào)制頻率則會(huì)降低，且指包括轉(zhuǎn)頻和低階頻率。如果齒面表面磨損，則其嚙合頻率會(huì)出現(xiàn)高次諧波分量。如果是局部剝落故障，則其振動(dòng)的幅值就會(huì)出現(xiàn)突條現(xiàn)象。這樣根據(jù)不同的表現(xiàn)，工作人員可以采取不同的處理措施，如更換齒輪、對(duì)位安裝等。

3.3滾動(dòng)軸承故障處理對(duì)策

在冶煉機(jī)械設(shè)備中的滾動(dòng)軸承運(yùn)行過(guò)程中，也會(huì)因振動(dòng)問(wèn)題而對(duì)其造成損傷，此時(shí)相應(yīng)的軸承損傷部位處的振動(dòng)聲也各不相同，所以可以借助特定的儀器來(lái)測(cè)定振動(dòng)聲音，以更好地辨別軸承出現(xiàn)故障的部位。實(shí)際上，在不同的軸承部位，其所承受的荷載各不相同，所以此時(shí)在測(cè)量?jī)x器之前，需要對(duì)機(jī)器的使用來(lái)進(jìn)行合理測(cè)量。而振動(dòng)測(cè)試法則是當(dāng)前檢測(cè)滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)故障檢測(cè)法，主要包括以下幾種：①fk～頻信號(hào)接收法。在滾軸軸承出現(xiàn)腐蝕或者壓痕的時(shí)候，其在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中就會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生一些較短的周期性脈沖，實(shí)際所產(chǎn)生的形狀也比較陡峭，同時(shí)表面上的缺陷也會(huì)致使相應(yīng)的脈沖頻率發(fā)生變化。此時(shí)可以借助聽覺來(lái)判斷相應(yīng)的脈沖頻率，但是由于該法容易受到外界環(huán)境的干擾，所以其只適用于簡(jiǎn)單設(shè)備檢測(cè)。②共振解調(diào)法。該法就是將傳感器的一階諧振頻率區(qū)作為實(shí)際的監(jiān)測(cè)頻帶，濾除其他的低頻分量。此時(shí)如果軸承發(fā)生了故障問(wèn)題，那么就會(huì)引發(fā)脈沖的變化，同時(shí)相應(yīng)的高階諧波會(huì)在傳感器的共振頻率上發(fā)生變化，所以可以通過(guò)對(duì)高頻變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以達(dá)到檢測(cè)元件故障的目的。

4結(jié)束語(yǔ)

采用當(dāng)前的診斷技術(shù)能夠?qū)C(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的故障進(jìn)行全面的分析和研究，同時(shí)還能夠采取有效的措施對(duì)其進(jìn)行全面的處理，這樣也就充分地保證了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行，降低了企業(yè)生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的各項(xiàng)損失，在這一過(guò)程中我們也需要對(duì)各項(xiàng)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，為企業(yè)創(chuàng)造出更大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

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（作者單位：河鋼邯鋼三煉鋼廠）