水泥機(jī)械設(shè)備故障和診斷技術(shù)的應(yīng)用

馮宇河，趙麗萍

（臨夏海螺水泥有限責(zé)任公司，甘肅 臨夏 731200）

水泥生產(chǎn)的環(huán)境較為復(fù)雜惡劣，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，是以水泥設(shè)備為主導(dǎo)生產(chǎn)，水泥設(shè)備的正常運(yùn)行會直接影響水泥生產(chǎn)質(zhì)量以及效率。隨著故障診斷技術(shù)的發(fā)展，目前機(jī)械設(shè)備的診斷技術(shù)愈發(fā)成熟，技術(shù)也愈發(fā)新穎與實(shí)用，隨著診斷技術(shù)的科學(xué)化、專業(yè)化的發(fā)展，水泥設(shè)備故障與診斷技術(shù)的應(yīng)用也會緊跟機(jī)械故障診斷技術(shù)發(fā)展的步伐向著多元化、科學(xué)化、專業(yè)化進(jìn)行發(fā)展，為提升水泥設(shè)備的生產(chǎn)效率，從而提高行業(yè)的長期發(fā)展，提供故障與診斷技術(shù)上的基本保障。

1 提升水泥設(shè)備管理的益處

1.1 實(shí)現(xiàn)水泥設(shè)備高效高質(zhì)量生產(chǎn)

水泥生產(chǎn)的質(zhì)量與效率與水泥設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有著直接關(guān)系。由于現(xiàn)代水泥生產(chǎn)中需要設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行，所以對于設(shè)備的管理是生產(chǎn)過程中的重要內(nèi)容。為了能夠保證水泥設(shè)備的高效高質(zhì)量生產(chǎn)，水泥生產(chǎn)廠家對水泥設(shè)備應(yīng)做好對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)控，對水泥設(shè)備實(shí)施科學(xué)化得機(jī)械故障診斷管理。對水泥設(shè)備進(jìn)行管理不僅利于實(shí)際生產(chǎn)活動中設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，對于廠家合理分配設(shè)備資源起到良好的促進(jìn)作用，避免出現(xiàn)設(shè)備的閑置或者是沒有科學(xué)利用的狀態(tài)，為提升生產(chǎn)做好管理工作[1]。

1.2 對水泥的安全生產(chǎn)以及環(huán)保生產(chǎn)起到促進(jìn)作用

由于水泥的生產(chǎn)過程中會伴隨許多粉塵以及其他有害物質(zhì)的生成，相關(guān)廠家為了確保安全生產(chǎn)以及環(huán)保生產(chǎn)，就需要保持水泥設(shè)備的良好性能，避免因設(shè)備故障而造成有害物質(zhì)的排放。對水泥設(shè)備進(jìn)行定期檢測，能夠有效發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的安全隱患，并根據(jù)設(shè)備中存在的問題制定出維修方案，確保在實(shí)際生產(chǎn)過程中，相關(guān)的操作人員的人身安全能有所保障。對于水泥生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢物需要廠家加以控制，避免直接排放而造成環(huán)境的污染，積極響應(yīng)綠色生產(chǎn)的政策。

1.3 提升水泥設(shè)備的機(jī)械故障診斷效果

水泥設(shè)備較為復(fù)雜，在進(jìn)行故障診斷過程中需要保持準(zhǔn)確度。對于水泥設(shè)備進(jìn)行管理能夠有效的把具有故障的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，根據(jù)故障的現(xiàn)象制定相關(guān)的故障診斷方案，提升診斷的效率以及診斷的精確度，確保設(shè)備的利用率得到保障，降低生產(chǎn)的成本，從而提升廠家的利益。

2 水泥設(shè)備的故障分析

由于水泥生產(chǎn)過程屬于長時間作業(yè)的狀態(tài)，所以對于機(jī)械設(shè)備的使用可能因長時間作業(yè)造成零件磨損導(dǎo)致水泥設(shè)備的生產(chǎn)效率受到影響。按照不同故障產(chǎn)生的原因可以分為不同類型的故障。

2.1 按照速度進(jìn)行劃分

2.1.1 突發(fā)型故障

由于實(shí)際的機(jī)械設(shè)備在進(jìn)行作業(yè)過程中，對于水泥設(shè)備而言，所處環(huán)境較為惡劣，可能因為外部因素或者設(shè)備本身運(yùn)行因素導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)突發(fā)性的故障。例如在實(shí)際的水泥設(shè)備作業(yè)過程中，在對于立磨入磨風(fēng)閥作業(yè)時，如果物料過大，在風(fēng)閥出卡住就易出現(xiàn)斷軸、斷齒的現(xiàn)象，這種突發(fā)性的故障一般屬于大型的設(shè)備故障，需要進(jìn)行停止維修，不僅降低水泥生產(chǎn)的效率，也需要較高的維修成本進(jìn)行設(shè)備的維修，提高了生產(chǎn)的成本[2]。

2.1.2 逐漸發(fā)生型故障

漸發(fā)型的故障一般是由于水泥設(shè)備在實(shí)際的作業(yè)過程中長時間處于作業(yè)狀態(tài)，水泥設(shè)備出現(xiàn)較為嚴(yán)重的磨損，設(shè)備處于老化的狀態(tài)，設(shè)備沒有經(jīng)過零件的更新以及定期良好的養(yǎng)護(hù)，就易發(fā)生故障，同時設(shè)備的使用性能也有所下降，生產(chǎn)效率低下。

2.2 根據(jù)故障時間進(jìn)行劃分

2.2.1 短暫性的故障

短暫性故障一般是是由于水泥設(shè)備在進(jìn)行作業(yè)過程中局部發(fā)生突發(fā)型故障造成設(shè)備總體出現(xiàn)短暫性的故障。例如對于循環(huán)風(fēng)機(jī)在作業(yè)過程中，在長時間的作業(yè)下，其浮動段的軸承出現(xiàn)溫度過高，設(shè)備出現(xiàn)警報并停止作業(yè)，這也有著浮動段軸承上蓋螺栓過于緊固的原因，如果是這種故障可以通過松動螺栓的措施來實(shí)現(xiàn)對軸承熱量的釋放來解決，可以在上下蓋出墊放青裸紙來給予熱量釋放預(yù)留空隙。

2.2.2 持續(xù)型故障

持續(xù)型的故障對于一設(shè)備的使用有著重要的影響，一般是由于設(shè)備中部分零件出現(xiàn)問題而導(dǎo)致，相對的故障診斷較難，水泥設(shè)備需要較長時間的維修。例如如果均化庫頂?shù)陌朔肿旆峙淦鞒霈F(xiàn)問題時，水泥的下料就會出現(xiàn)問題，為了保證作業(yè)需要借助旁路進(jìn)行下料，并進(jìn)行八分嘴分配器進(jìn)行維修或者是更換，才能投入使用。

2.3 人為因素的影響

由于機(jī)械設(shè)備的使用保持著相對于的流程進(jìn)行操作，需要相關(guān)的操作人員按照標(biāo)準(zhǔn)的操作流程進(jìn)行操作。但是實(shí)際的水泥設(shè)備操作過程中，如果相關(guān)廠家沒能根據(jù)水泥設(shè)備使用情況進(jìn)行制度的制定，沒有規(guī)范化的管理水泥設(shè)備的操作就易出現(xiàn)人為操作導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障。

3 水泥機(jī)械設(shè)備故障的診斷方法

3.1 診斷任務(wù)

通常來說水泥機(jī)械設(shè)備故障的診斷任務(wù)主要包括如下幾方面內(nèi)容：第一，對水泥機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的根本原因進(jìn)行正確的分析，并及時編制解決方案，確保整體設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定與正常，第二，需要深層次剖析故障原因，將水泥機(jī)械設(shè)備長期故障問題找出，并進(jìn)行針對性處理。第三，需要對水泥機(jī)械設(shè)運(yùn)行的狀態(tài)以及過程進(jìn)行全方位評價，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)用價值的提高。第四，企業(yè)應(yīng)當(dāng)要開展水泥機(jī)械設(shè)備的使用周期評價工作，以便于能夠及時解決設(shè)備故障問題，實(shí)現(xiàn)整體設(shè)備使用壽命的延長。

3.2 水泥機(jī)械設(shè)備故障的診斷類別

第一，簡易診斷。該種診斷方式也叫作初級診斷。通常是由現(xiàn)場工作人員開展初級診斷工作，并合理概括、討論以及評價水泥機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)。第二，精密診斷。該種診斷方式是基于簡易診斷的前提下來準(zhǔn)確辨識產(chǎn)生特殊狀況的設(shè)備，同時開展細(xì)致的診斷工作，將設(shè)備內(nèi)部的異常部位檢查出來，結(jié)合具體設(shè)備類別以及故障情況來實(shí)施研究與判斷。第三，運(yùn)行診斷與功能診斷。其中功能診斷主要指的是診斷新安裝或是大修后的設(shè)備功能情況有無異常的方式與方法，結(jié)合實(shí)際檢查機(jī)組或是設(shè)備所得結(jié)果來開展針對性的整改，同時對正常工作的設(shè)備所產(chǎn)生的故障特征進(jìn)行檢測運(yùn)行診斷。第四，定期診斷與連續(xù)監(jiān)控。在設(shè)備運(yùn)行一定時間后便對其實(shí)施檢測的方式就是定期診斷。連續(xù)監(jiān)控主要是利用計算機(jī)處理系統(tǒng)以及儀表來動態(tài)監(jiān)控機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的過程。通常連續(xù)監(jiān)控的方式適合應(yīng)用在由于故障而引發(fā)嚴(yán)重生產(chǎn)損失、故障頻發(fā)、事故影響較大以及連續(xù)出現(xiàn)故障的設(shè)備當(dāng)中，同時也使用在因為勞動保護(hù)以及安全方面因素而難以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)檢的設(shè)備[3-5]。

3.3 水泥機(jī)械設(shè)備故障的診斷技術(shù)形式

第一，外觀檢查，通過人體感官，在溫度、聲音、味道以及運(yùn)行情況等各方面來對故障的發(fā)生進(jìn)行直接的觀察，并且憑借工作人員自身的檢查以及維修經(jīng)驗與技術(shù)來把可能會發(fā)生故障的位置與原因判斷出來，從而到達(dá)預(yù)測故障的作用。第二，振動測量。在水泥機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中常常會出現(xiàn)振動的問題，通常該問題都是在進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動或回轉(zhuǎn)運(yùn)動的時候發(fā)生，工作人員能夠根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)與特征來得出振動信息，通常情況下大部分振動的增強(qiáng)均會導(dǎo)致故障的出現(xiàn)。第三，噪聲檢查。通常情況下噪聲是由機(jī)械振動通過彈性媒質(zhì)來傳播到遠(yuǎn)處所得，其中產(chǎn)生聲音的機(jī)械振動就是噪聲的聲源，亦是媒質(zhì)間的傳播過程。而通常機(jī)械噪聲的聲源就是機(jī)械振動系統(tǒng)，其主要包括了軸承、齒輪、液壓泵、電機(jī)等，其噪聲頻率在很大程度上取決于其固有頻率或運(yùn)動頻率。而對于蓋板、箱體、支架等不動的零件噪聲都是受其他振源或運(yùn)動頻率誘發(fā)引起共鳴所產(chǎn)生的。第四，泄漏檢查。通常在水泥機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)節(jié)，在設(shè)備的空隙、裂縫以及孔眼部位都有可能會融入或流出粉塵、業(yè)態(tài)以及氣態(tài)狀的介質(zhì)，引發(fā)泄漏，進(jìn)而導(dǎo)致許多能源發(fā)生浪費(fèi)，使得設(shè)備惡化，并污染周邊環(huán)境，達(dá)到降低設(shè)備的性能，使得整體設(shè)備使用穩(wěn)定性與安全性下降。

4 故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

4.1 對于輥壓機(jī)的故障診斷技術(shù)

由于在實(shí)際的作業(yè)環(huán)境下，輥壓機(jī)一般較易發(fā)生故障的位置是在，軸承、輥面、液壓系統(tǒng)三個部位。根據(jù)實(shí)際不同部位的故障使用的診斷方式以及維修方法不盡相同。對于溫度過高造成的軸承故障，在進(jìn)行診斷檢修過程中，首先是對軸承部位進(jìn)行溫度測試，更會標(biāo)準(zhǔn)溫度進(jìn)行分析，是否在標(biāo)準(zhǔn)溫度哪來判斷其是否有故障。對于由于溫度產(chǎn)生的故障而言其形成原因一般是因為油泵系統(tǒng)不正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成的。

所以針對因溫度出現(xiàn)的故障對于油泵檢測是重要部分，可以通過檢測滾動軸承部位的含脂量是否處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，干油管道是否處于通暢的狀態(tài)來診斷油泵系統(tǒng)問題。溫度過高也可能是因為冷卻液沒有發(fā)作用，針對軸承因溫度過高而造成故障，可以診斷冷卻液系統(tǒng)是否正常運(yùn)作。由于輥面長時間的作業(yè)可能出現(xiàn)各種磨損，導(dǎo)致裂痕的產(chǎn)生，根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)量是否出現(xiàn)較大的變化以及輥面表面狀態(tài)，來進(jìn)行輥面的診斷。

4.2 對于球磨機(jī)的故障診斷技術(shù)應(yīng)用

對于球磨機(jī)的故障診斷技術(shù)一般根據(jù)數(shù)據(jù)的采集與分析來確定。通過對球磨機(jī)的溫度、振動等數(shù)據(jù)利用相關(guān)的傳感器進(jìn)行信息的收集，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析，通過分析的結(jié)果判斷球磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)是否處于正常狀態(tài)。對于球磨機(jī)重要的檢測部位是：齒輪、軸承、電機(jī)、轉(zhuǎn)承、傳動設(shè)備等部位，對于球磨機(jī)不同的運(yùn)作狀態(tài)來控制檢測的數(shù)據(jù)，例如對于中空軸及其傳動部位的檢測需要注重對于溫度、振動、油樣的信息收集，而對磨機(jī)部位就需要注重系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.3 對于回轉(zhuǎn)窯故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

一般回轉(zhuǎn)窯的故障是較為明顯的，可以根據(jù)水泥的生產(chǎn)質(zhì)量以及窯體形變來進(jìn)行確定。對于回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行溫度檢測也是一種常用的方法，以400°為界限，窯體所能承受的最高溫度，超過這個溫度，就極易造成回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生變形。除了需要注意溫度的影響外，機(jī)械外力也是窯體產(chǎn)生變形的因素，可以通過變形的形狀來診斷故障產(chǎn)生的實(shí)際因素，如果需要進(jìn)行窯體的全面診斷，需要通過相關(guān)的檢測設(shè)備對窯體的縫隙進(jìn)行數(shù)據(jù)收集處理，并通過相關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變公式確定其具體類型。

通常而言，工作人員能夠通過收集窯體問與窯磚間隙的相關(guān)數(shù)據(jù)，將其對比于回轉(zhuǎn)窯正常運(yùn)行時的數(shù)據(jù)，利用相應(yīng)計算公式來將回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部故障的類別與等級判斷出來，進(jìn)而總結(jié)設(shè)備綜合溫度變化形態(tài)，并將其故障原因找出，從而榛地行的制定解決方案。不僅如此企業(yè)還需要安排專門的工作人員的實(shí)施操作，并于其他部門間保持密切聯(lián)系，為后續(xù)故障的查找打好基礎(chǔ)，同時也能推動診斷工作得以高效進(jìn)行[6,7]。

5 結(jié)論

水泥設(shè)備是水泥生產(chǎn)的核心保障，現(xiàn)代水泥生產(chǎn)廠家，需要加強(qiáng)對水泥設(shè)備的故障與診斷，對于新型水泥設(shè)備應(yīng)用新型的故障診斷技術(shù)，降低設(shè)備的故障發(fā)生率，為行業(yè)的良好發(fā)展提供優(yōu)良技術(shù)。