氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷及處理措施

王雷

摘 要： 隨著氧化鋁廠工業(yè)化進行的推進，氧化鋁業(yè)推動了整體金屬業(yè)的發(fā)展。對氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷，需要結合除塵環(huán)保機械設備歷史檢測數(shù)據(jù)，利用MINITAB軟件、數(shù)理統(tǒng)計等分析設備劣化程度，預測設備故障。并根據(jù)故障實際情況制定相應處理措施，達到預制維修的目的。從而提高氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備使用壽命與綜合生產(chǎn)效率，用最有效的手段實現(xiàn)氧化鋁廠生產(chǎn)經(jīng)濟效益最大化。

關鍵詞： 氧化鋁廠;除塵環(huán)保;機械設備;故障診斷

【中圖分類號】TQ424.2 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.166

1 氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷方法

1.1 因果分析法

因果分析法是指用過去的數(shù)據(jù)預測未來的情況的一種方法，將各個時期的數(shù)據(jù)，以時間先后順序列出有序數(shù)組，運用延伸或外推的方法進行預測，也稱時間序列法。它包括線性變化、周期變化、隨機變化等形式，其中前兩種預測比較準確。例如用一元線性回歸法進行預測，把時間t作為自變量x，測量數(shù)據(jù)作為因變量y，線性方程為yi=a+bxi+εi。根據(jù)x、y用最小二乘法求出線性方程的系數(shù)a和b后，做出線性方程圖，給定y值的極限值預測出時間值x。

1.2 用最小二乘法估計確定經(jīng)驗回歸直線方程

機械設備故障參數(shù)收集氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷以建立數(shù)學模型為基礎，結合鋼鐵冶煉理念，通過Kalman濾波器、等價空間方程等檢測機械設備故障。將機械設備故障診斷與整個機械控制系統(tǒng)相結合，考慮到其中部分影響因素，通過過去機械運行數(shù)據(jù)預測未來運行情況[1]。根據(jù)機械設備各個時期運行數(shù)據(jù)，以時間先后數(shù)據(jù)順序列出有序數(shù)組，運用外推或延伸的方法，將數(shù)據(jù)按照隨機變化、周期變化、線性變化等進行時間裂序。將設備故障參數(shù)中作為自變量x，檢測數(shù)據(jù)為因變量y，則得到線性方程：

解線性方程公式，根據(jù)回歸線性方程得到相關故障系數(shù)r：當r→1時，x與y之間線性關系最大，且根據(jù)r等于0.7時為弱相關，得出r≥0.7時為強相關。當r→0時，x與y之間的線性關系最小。根據(jù)這一關系，對除塵環(huán)保機械設備運行時數(shù)值進行對比，從而實現(xiàn)故障參數(shù)預警。

1.3 分析、測定剩余壽命步驟

（1）收集原始數(shù)據(jù)要考慮最易劣化的部位的參數(shù)，且這些數(shù)據(jù)能真實、準確地反應緩慢變化的設備技術狀況。

（2）用 MINITAB 軟件繪制散點圖，分析曲線的趨勢特征。一般設備的振動值上升一直到達臨界值以前，大多呈線性趨勢分布。

（3）創(chuàng)建振動值與時間的擬合直線圖，得出經(jīng)驗回歸直線方程。

（4）通過相關系數(shù)檢驗法檢驗擬合效果，其中r為相關系數(shù)，r a 為相關系數(shù)臨界值。當 r > ra 時，認為振動值與時間之間線性關系顯著，反之，認為振動值與時間之間線性關系不顯著。

（5）用得到回歸方程算出設備的剩余壽命。

1.4 機械設備故障部位診斷

氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備在經(jīng)過故障參數(shù)收集后，對所收集原始數(shù)據(jù)實際情況結合設備最易劣化部位實際參數(shù)，將真實、準確的數(shù)據(jù)變化直接反饋出來[2]。并利用MINITAB軟件，將反饋數(shù)據(jù)繪制成散點圖，分析整體設備運行曲線變化趨勢特征。在機械設備運行值上升到臨界值前，整體呈線性分布趨勢特征。根據(jù)線性時間與運行值，以及擬合曲線圖，得到經(jīng)驗回歸直線方程。通過相關系數(shù)檢測結合，將r作為相關系數(shù)，設ra為相關系數(shù)臨界值。當r>ra時，機械設備運行時間值與運行值之間線性關系最為明顯，反之則時間值與運行值之間線性關系最不明顯。通過回歸方程，以及相關數(shù)值，得到設備故障點坐標，從而實現(xiàn)機械設備故障部位診斷。

2 氧化鋁廠除塵機械設備故障處理措施

2.1 齒輪故障處理措施在氧化鋁廠除塵機械設備零件中，齒輪對設備運轉性能產(chǎn)生直接影響。在實際設備運行過程中，齒輪會承受振動情況，根據(jù)相關圖譜上產(chǎn)生變頻帶，從而判斷齒輪實際振動情況。在齒輪故障護理措施中，主要分為針對在齒輪嚙合部位的頻譜分析，根據(jù)齒輪運行過程中相互交錯的傳遞動力隨著齒輪數(shù)的不同，其載荷變化時相對剛度產(chǎn)生的周期變化，判斷齒輪運行情況。當齒輪出現(xiàn)問題時，診斷信號與其他齒輪振動信號不同。根據(jù)齒輪實際運行情況，調整齒輪數(shù)與齒輪間磨合情況，排除齒輪運行故障。

2.2 滾動軸承故障處理氧化鋁廠除塵機械設備軸承如果出現(xiàn)振動問題，則會對部件造成破壞。通過對滾動軸承振動頻率信號分析，找到問題出現(xiàn)部位。當滾動軸承出現(xiàn)壓痕或腐蝕等故障時，對軸承檢測信號頻率會出現(xiàn)不同。每一個滾動軸承零件都有著固定頻率，根據(jù)其頻率特征，在故障發(fā)生時，通過對滾動軸承進行相關處理，將其調整為正常頻率，從而排除滾動軸承故障[3]。

對氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷技術的研究，結合氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備的歷史點檢數(shù)據(jù)，利用數(shù)理統(tǒng)計、圖表法等進行分析和判定設備劣化程度，預測設備的使用壽命，盡可能用最有效的手段為企業(yè)獲取最大的經(jīng)濟效益。

結語：氧化鋁原料作為我國金屬行業(yè)中重要的基礎工業(yè)原料，其在金屬行業(yè)中有著不可替代的作用。除塵風環(huán)保機械作為氧化鋁廠生產(chǎn)的重要設備之一，其工作質量直接影響到整體氧化鋁生產(chǎn)效率。目前來說，除塵環(huán)保機械設備由于其工作環(huán)境較為特殊，氧化鋁廠使用設備經(jīng)常由于振動過大而被迫停機，檢修過后在短期運行后也會出現(xiàn)振動超標情況，造成設備內部軸承等零件損壞。因此提出氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷及處理措施，針對設備故障部位作出局部提出有效解決措施。

除塵環(huán)保機械設備如果發(fā)生故障，會對氧化鋁廠整體生產(chǎn)運行產(chǎn)生極大影響。為提升除塵環(huán)保機械設備維護水平，對氧化鋁廠除塵環(huán)保機械設備故障診斷方法開展研究，并提出相應處理措施。根據(jù)機械設備故障參數(shù)收集與故障部位診斷，確定設備具體故障部位，并根據(jù)具體故障部位，提出相應處理措施，有效為今后除塵環(huán)保機械設備的檢修與維護工作提供參考。

參考文獻

[1] 駱杰，呂勇，易燦燦，基于量子遺傳優(yōu)化的原子分解算法及其在機械故障診斷中的應用[J].機械設計與制造，2017，16（7）：82-85.

[2] 梁偉閣，佘博，田福慶，基于DTCWPT和t-SNE的去噪方法及在故障診斷中的應用[J].電子測量與儀器學報，2018，49（5）：74-81.

[3] 丁鋒，秦峰偉，小波降噪及Hilbert變換在電機軸承故障診斷中的應用[J].電機與控制學報，2017，21（6）：89-95.