崔偉 曹靜

摘 要：冶煉行業(yè)作為重工業(yè)和基礎(chǔ)原材料工業(yè)，直接影響到國民經(jīng)濟的穩(wěn)定運行。中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)如何可持續(xù)發(fā)展，如何由鋼鐵大國發(fā)展成為鋼鐵強國，對我國國民經(jīng)濟穩(wěn)定起著極其重要的作用。而其冶煉機械設(shè)備在鋼鐵生產(chǎn)中起著不可替代的作用，如何維護鋼鐵機械設(shè)備正常運行，是鋼鐵企業(yè)非常關(guān)注的問題，下文就鋼鐵冶煉機械設(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：冶煉；機械設(shè)備；故障診斷；處理措施

1鋼鐵冶煉機械設(shè)備故障診斷現(xiàn)狀

在最近幾年，我國的鋼鐵冶煉機械設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展速度很快，而且和一些相對發(fā)達的國家相比，我國在鋼鐵冶煉機械設(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)測設(shè)備，而且還創(chuàng)新了現(xiàn)有的監(jiān)測手段，這些科技成果在很多發(fā)達國家都有所應(yīng)用。關(guān)于我國鋼鐵冶煉機械設(shè)備故障診斷的研究較晚，其故障診斷技術(shù)是從二十世紀八十年代發(fā)展起來的。后來，我國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)備正常運行的軟件，在此背景下，我國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。在我國的大型旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備中，普遍應(yīng)用的是發(fā)展最成熟的鋼鐵冶煉機械設(shè)備故障診斷技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)階段我國數(shù)據(jù)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)已經(jīng)有二十多種，而且基本功能都比較全面，都為設(shè)備的正常運行提供了保障。設(shè)備故障診斷技術(shù)綜合性較強，其融合了多個學(xué)科，各個學(xué)科之間的融合和促進，共同推動了我國鋼鐵冶煉行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

2鋼鐵冶煉機械故障診斷方法

2.1系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的診斷方法

在機械設(shè)備故障診斷中該方法主要是在數(shù)學(xué)模型的診斷計算前提下，與鋼鐵冶煉相關(guān)原理及理論知識進行充分結(jié)合，應(yīng)用等價空間方程、參數(shù)模型估計技術(shù)、Luenberger觀測器以及Kalman濾波器等多種先進工藝進行整個設(shè)備的故障診斷分析。除此之外，該方法在具體應(yīng)用中需與整個控制系統(tǒng)操作相結(jié)合，形成集合運行監(jiān)控、故障診斷以及系統(tǒng)修復(fù)為一體的流程。該診斷方法對數(shù)學(xué)模型構(gòu)建提出了較高的精確度要求，否則將直接影響機械設(shè)備具體診斷的精確度與結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2信號處理的診斷方法

該診斷方法主要是通過對冶煉機械設(shè)備運用中產(chǎn)生的特定信號信息給予處理與分析，從而合理準(zhǔn)確判斷機械設(shè)備的異常信號及具體特征等，確定故障具體類型。例如鋼鐵冶煉機械過程中，速度及溫度傳感器分別負責(zé)接收速度信號及溫度信號，因此該診斷方法能夠監(jiān)測并分析速度信號及溫度信號，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運營中是否存在問題與故障?，F(xiàn)階段故障信號診斷法中常用的幾種是：譜分析法、時間序列特征提取法以及自適應(yīng)信號處理法等。該故障診斷法與數(shù)學(xué)模型法相比較，適應(yīng)能力較強，不會對數(shù)學(xué)模型的建立產(chǎn)生依賴。

2.3人工智能基礎(chǔ)上的設(shè)備故障診斷方法

在我國數(shù)學(xué)建模發(fā)展速度不斷加快的背景下，人工智能判斷的設(shè)備故障診斷方法得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的應(yīng)用效果，獲得了人們的好評。這種診斷技術(shù)，需要對那些較為復(fù)雜的設(shè)備建立數(shù)學(xué)模型，因此這一診斷技術(shù)給相關(guān)工作人員提供了方便。人工智能基礎(chǔ)上的設(shè)備故障診斷方法主要運用了模糊數(shù)學(xué)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測理論，即使在較為復(fù)雜和體型較大的設(shè)備診斷中應(yīng)用效果也很理想。

3常見設(shè)備故障的處理措施

3.1轉(zhuǎn)子不平衡的處理措施

冶煉設(shè)備的轉(zhuǎn)子在運行時，其每一個質(zhì)點均會產(chǎn)生離心力，當(dāng)離心力之間不平衡時，這種離心力就不會相互抵消，最終使離心力存在不平衡的情況。在實際工作中，要通過頻譜圖來展示轉(zhuǎn)子不平衡情況，在對比較新的設(shè)備進行處理的過程中，要綜合考慮多種因素的作用，如果剛性轉(zhuǎn)子振動出現(xiàn)問題，需要明確轉(zhuǎn)子最大速度，并對不同轉(zhuǎn)子的速度進行比較，然后再得出一個科學(xué)和合理的結(jié)論，對相位進行準(zhǔn)確的區(qū)分，從而找到設(shè)備異常振動的根本原因。當(dāng)找出導(dǎo)致設(shè)備異常診斷的原因之后，要針對性的對這些因素進行處理和控制。在實際工作中，要使頻率和相位之間不存在差異，因為如果不能滿足這一點，就會使質(zhì)點和離心振幅間運行不一致，進而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不平衡故障。

3.2滾動軸承的故障處理分析

當(dāng)冶煉機械設(shè)備的軸承存在振動問題時，會對其自身的部件產(chǎn)生一定的破壞，不同的部件損壞，其產(chǎn)生聲音是存在差異的，因此可以利用這一特點，來判斷出出現(xiàn)問題的具體部位。現(xiàn)階段，我國判斷冶煉設(shè)備是否存在故障的方式有以下兩種：其一，脈沖信號接收法。這種診斷方法是通過軸承壓痕和腐蝕所產(chǎn)生的脈沖信號進行診斷的。當(dāng)軸承存在以上兩種缺陷時，其所產(chǎn)生的發(fā)射頻率和正常狀態(tài)下的發(fā)射頻率是不同的。這種缺陷下產(chǎn)生的脈沖頻率一般較低，因此可以通過聽覺加以判斷；其二，諧振信號接收法。這種診斷方法依賴的是零件的固有頻率。每一個零件都有其獨有的固定振動頻率，這些頻率都可以通過一些專門的設(shè)備進行檢測。當(dāng)軸承存在缺陷時，會產(chǎn)生一定的振動沖擊，并且會導(dǎo)致相關(guān)零件振動，這種現(xiàn)象會反映在傳感器上，同時會被濾波器接收。強振動信號，能夠反映出軸承的故障所在，并能夠?qū)ο嚓P(guān)工作人員進行提醒，讓其及時處理故障。

3.3齒輪故障處理措施

在鋼鐵冶煉機械設(shè)備中齒輪是至關(guān)重要的結(jié)構(gòu)，與機械運轉(zhuǎn)性能有著直接關(guān)聯(lián)性，齒輪在具體運行中要承擔(dān)振動影響，表現(xiàn)為譜圖出現(xiàn)邊頻帶，因此頻譜圖及波形圖均能夠反映齒輪的具體振動情況，時域處理法應(yīng)用中需要確定振動加速度等多種條件，與此同時要盡可能降低其它噪聲的干擾。當(dāng)前對于機械設(shè)備齒輪故障處理措施來說，包含了時域診斷法以及頻率診斷法2種：①時域診斷法，理論上來說是借助頻譜圖及波形圖對物理振動進行描述，因此可以通過頻譜對設(shè)備故障進行診斷之外，還能夠借助時域?qū)υO(shè)備故障進行分析；②頻率診斷法，該方法對頻譜進行分析實現(xiàn)齒輪故障的識別，齒輪正常運作中齒輪相互交錯會傳遞動力，因此齒數(shù)數(shù)目變化會造成齒輪嚙合部位發(fā)生相應(yīng)的改變。若將齒輪比作彈簧，荷載力變化會引起其剛度的變化，呈現(xiàn)出一種周期性的變化，很大程度上能夠促進振動的變化，因此振動與齒輪工作狀態(tài)是否正常沒有關(guān)系，這時齒輪若出現(xiàn)故障會引發(fā)信號的變化，由圖譜邊頻帶具體表現(xiàn)。

結(jié)論

當(dāng)前，科學(xué)合理安排檢修提供依據(jù)，可以提高設(shè)備的利用效率，產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟價值，對此類故障診斷系統(tǒng)的研究有很深遠的意義。所以，要利用現(xiàn)在的診斷技術(shù)，對機械設(shè)備在運行期間的故障進行實時監(jiān)測，對設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀況進行檢查分析，一旦出現(xiàn)了威脅到企業(yè)生產(chǎn)的狀況，就能夠做到事先預(yù)警，防止事故的發(fā)生，降低了由此帶來的經(jīng)濟損失。采用當(dāng)前的診斷技術(shù)能夠?qū)C械設(shè)備在運行過程中所出現(xiàn)的故障進行全面的分析和研究，同時還能夠采取有效的措施對其進行全面的處理，這樣也就充分地保證了鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的平穩(wěn)運行，降低了企業(yè)生產(chǎn)中可能產(chǎn)生的各項損失。在這一過程中我們也需要對各項設(shè)備和技術(shù)進行改進和創(chuàng)新，為企業(yè)創(chuàng)造出更大的競爭優(yōu)勢。

參考文獻

[1]王冬梅.淺析鋼鐵冶煉機械設(shè)備的故障診斷及處理措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（33）：73.

[2]丁玉平.冶煉設(shè)備中的故障診斷維修分析[J].現(xiàn)代鹽化工，2016，43（03）：42，64.

[3]尹洪珠.基于Internet的機械設(shè)備的遠程故障診斷中若干問題的研究[D].大連理工大學(xué)，2017.

[4]崔彥平，傅其鳳，葛杏衛(wèi)，劉玉秋.機械設(shè)備故障診斷發(fā)展歷程及展望[J].河北工業(yè)科技，2017，04：59-62.

（作者單位：河南豫光鋅業(yè)有限公司）