孫悅鵬

（山東壽光巨能特鋼有限公司，山東 壽光 262700）

現(xiàn)代化社會(huì)背景下，人們對(duì)于高效率的追求逐漸增加，企業(yè)中的各種生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備普遍處于長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度運(yùn)行當(dāng)中，為此也增加了設(shè)備運(yùn)行故障發(fā)生幾率，而單純通過人工操作無法有效發(fā)現(xiàn)其中的各種故障隱患，因此進(jìn)一步誕生了適用于冶金機(jī)電設(shè)備的相關(guān)檢測(cè)技術(shù)，能夠針對(duì)設(shè)備隱患提供合理警示，而通過應(yīng)用該種技術(shù)，還可以進(jìn)一步降低機(jī)械事故幾率，縮減設(shè)備維護(hù)成本。

1 冶金機(jī)電設(shè)備振動(dòng)的危害性分析

冶金機(jī)電設(shè)備存在較高危害性，風(fēng)機(jī)便屬于其中代表，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，多方面原因均可能導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出現(xiàn)有害振動(dòng)，如不滿足質(zhì)量要求的軸承、安裝精度不達(dá)標(biāo)的軸承、風(fēng)機(jī)動(dòng)平衡問題、聯(lián)軸器安裝不合理等。不滿足質(zhì)量要求的軸承很容易導(dǎo)致表面損壞，有害振動(dòng)會(huì)因此形成。安裝精度不達(dá)標(biāo)的軸承會(huì)導(dǎo)致逐漸加大的風(fēng)機(jī)運(yùn)行負(fù)荷產(chǎn)生，有害振動(dòng)會(huì)因此加劇。風(fēng)機(jī)動(dòng)平衡問題源于現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡校正的缺失，不均勻葉輪磨損很容易因此出現(xiàn)，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致表面不均勻積灰、葉輪零件松動(dòng)。為控制冶金機(jī)電設(shè)備振動(dòng)的危害性，安裝前的檢查、摩擦碰撞的消除、現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡校正均屬于常用措施，安裝前的檢查需結(jié)合冶金機(jī)電設(shè)備初始振動(dòng)情況，針對(duì)性控制和預(yù)防可能出現(xiàn)問題的部分，如安裝風(fēng)機(jī)前全面嚴(yán)格檢查軸承質(zhì)量與主軸精度，同時(shí)做好對(duì)軸承各部位配合度、軸承主軸同心情況、軸承游隙的檢查，安裝問題引發(fā)的冶金機(jī)電設(shè)備振動(dòng)危害能夠有效預(yù)防。摩擦碰撞的消除需聚焦密封裝置安裝精度，安裝調(diào)試過程中需要嚴(yán)格檢測(cè)和分析聲音、溫度、振動(dòng)值等參數(shù)信息，輔以高水平的現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)平衡校正，即可經(jīng)濟(jì)、快速解決不平衡問題。為從根本上將冶金機(jī)電設(shè)備振動(dòng)的危害降到最低，冶金設(shè)備在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)和引進(jìn)極為關(guān)鍵，這正是本文研究的核心所在。

2 振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和操作原理

2.1 基礎(chǔ)硬件

冶金機(jī)電設(shè)備為目標(biāo)的監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)屬于其中的核心技術(shù)，主要可以體現(xiàn)為在監(jiān)測(cè)點(diǎn)在冶金機(jī)電設(shè)備中的具體設(shè)置，同時(shí)也可以當(dāng)成傳感器設(shè)備。冶金機(jī)電設(shè)備在正常生產(chǎn)中普遍會(huì)發(fā)生各種振動(dòng)，該種狀態(tài)下，加速度傳感裝置便能夠采集對(duì)應(yīng)點(diǎn)位振動(dòng)信息，隨后將所接收信息實(shí)施轉(zhuǎn)化處理，變成電信號(hào)，借助相應(yīng)的信息傳輸通道傳送至預(yù)處理設(shè)中。由于最初采集信息較小，其中存在各種多余信息，所以需要借助預(yù)處理環(huán)節(jié)對(duì)所采集信息實(shí)施初步過濾，放大信號(hào)。結(jié)束預(yù)處理操作后，繼續(xù)把信息傳送到轉(zhuǎn)換器內(nèi)，實(shí)施信息數(shù)模轉(zhuǎn)化，也是一種采樣任務(wù)，最后通過終端系統(tǒng)處理樣本實(shí)施計(jì)算，存儲(chǔ)到硬盤內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)控。同時(shí)選擇有效診斷方法和技術(shù)，科學(xué)利用終端信息平臺(tái)合理分析所采集各種樣本，在樣本內(nèi)提取有效信息，準(zhǔn)確判斷設(shè)備狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行故障[1]。

2.2 軟件組成

當(dāng)故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中，需要選擇具備數(shù)據(jù)分析和管控功能的設(shè)備軟件，借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì)振動(dòng)信號(hào)實(shí)施準(zhǔn)確分析和科學(xué)處理，具體涵蓋多種渠道信號(hào)、報(bào)警信息等，隨后技術(shù)人員聯(lián)系最終的結(jié)果辨別機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還應(yīng)該聯(lián)系故障成因等實(shí)施故障預(yù)測(cè)以及故障隨機(jī)分析，針對(duì)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行故障實(shí)施準(zhǔn)確診斷，優(yōu)化技術(shù)人員綜合效率。針對(duì)冶金機(jī)電設(shè)備實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，因?yàn)橄到y(tǒng)數(shù)據(jù)管理功能較為強(qiáng)大，能夠針對(duì)操作過程實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控管理。而數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控主要分為三種類型數(shù)據(jù)，分別是天數(shù)據(jù)、小時(shí)數(shù)據(jù)以及分鐘信息。其中的天數(shù)據(jù)的信息儲(chǔ)存總和包括1024個(gè)數(shù)據(jù)信息。而小時(shí)數(shù)據(jù)主要儲(chǔ)存容量為2400種數(shù)據(jù)信息。分鐘數(shù)據(jù)則是在日常運(yùn)維管理中按照三分鐘為基礎(chǔ)間隔采集各種基礎(chǔ)運(yùn)行信息，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息處于120小時(shí)之內(nèi)。除此之外，監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)具備信息管理模塊，可以將所采集信息全部存儲(chǔ)在各個(gè)檔案內(nèi)，還可以把其打印為紙質(zhì)檔案實(shí)施保存管理。

2.3 運(yùn)行原理

故障診斷以及振動(dòng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)手段應(yīng)用到冶金機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域中，整體覆蓋面相對(duì)較廣，而故障診斷以及振動(dòng)監(jiān)控同樣離不開設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。冶金機(jī)電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中通常會(huì)產(chǎn)生各種振動(dòng)問題以及噪音，假如冶金機(jī)電設(shè)備中的某一部分產(chǎn)生故障，則所產(chǎn)生的噪音和振動(dòng)狀況也會(huì)出現(xiàn)明顯變化，而該種變化相對(duì)較弱，單純通過人工操作無法準(zhǔn)確檢測(cè)。為此需要通過專業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備深入提取其中的微弱波動(dòng)，把所采集信息數(shù)據(jù)直接傳輸至信息系統(tǒng)內(nèi)，通過全面整合處理操控信號(hào)，展現(xiàn)對(duì)應(yīng)圖像，技術(shù)人員可以聯(lián)系其中的圖像對(duì)設(shè)備狀況進(jìn)行判斷，明確設(shè)備故障范圍[2]。

3 冶金機(jī)電設(shè)備中故障和振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置

某一企業(yè)作業(yè)區(qū)在生產(chǎn)實(shí)踐中共設(shè)置一百臺(tái)設(shè)備裝置，打造出完善連續(xù)生產(chǎn)線，其中的冶金機(jī)電設(shè)備涵蓋風(fēng)機(jī)、電機(jī)以及減速裝置。并在其中的關(guān)鍵設(shè)備中設(shè)置加速度傳感裝置，在減速機(jī)傳輸軸、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和非驅(qū)動(dòng)端中設(shè)置各種監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)各種溫度、振動(dòng)信息實(shí)施合理采集，通過智能監(jiān)測(cè)裝置實(shí)施24小時(shí)連續(xù)狀態(tài)檢測(cè)，通過專家實(shí)時(shí)診斷和智能篩選報(bào)警系統(tǒng)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)故障元件實(shí)施合理定位，對(duì)故障程度變化實(shí)施準(zhǔn)確監(jiān)控，對(duì)設(shè)備剩余應(yīng)用壽命實(shí)施合理評(píng)估，把原本的臨時(shí)維修決策和事后搶修轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)成預(yù)測(cè)計(jì)劃?rùn)z修，降低設(shè)備突發(fā)性停機(jī)事故。

合理加設(shè)故障診斷裝置，在設(shè)備出現(xiàn)日常運(yùn)行警報(bào)后，借助電話、郵件、微信、短信等多言渠道通知遠(yuǎn)程專家和現(xiàn)場(chǎng)維修人員，爭(zhēng)取在短時(shí)間內(nèi)和維修現(xiàn)場(chǎng)連通，得到診斷結(jié)論。對(duì)于各種設(shè)備可控故障，需要在四小時(shí)之內(nèi)聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)，滾動(dòng)預(yù)測(cè)設(shè)備壽命，為現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)檢查提供合理指導(dǎo)。在設(shè)備維護(hù)人員相關(guān)移動(dòng)通信設(shè)備內(nèi)增加APP，參與監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，靈活應(yīng)用不同設(shè)備管理模式，促進(jìn)日常點(diǎn)檢和連續(xù)精密診斷融合，促進(jìn)運(yùn)行狀態(tài)控制和崗位點(diǎn)檢融合，結(jié)合專業(yè)管理與全員管理，促進(jìn)設(shè)備狀態(tài)管理有序?qū)嵤?。設(shè)備預(yù)測(cè)維修屬于創(chuàng)新性擴(kuò)展工作，為此需要把設(shè)備狀態(tài)和監(jiān)測(cè)人員當(dāng)成主要突破口，優(yōu)化振動(dòng)分析實(shí)力和管理水平，持續(xù)學(xué)習(xí)各種新型知識(shí)、技術(shù)，改善故障分析、判斷能力，優(yōu)化設(shè)備操作及時(shí)性和準(zhǔn)確性，調(diào)整設(shè)備狀態(tài)，更好服務(wù)于設(shè)備管理維修[3]。

3.2 故障分析

當(dāng)冶金機(jī)電設(shè)備在生產(chǎn)操作中發(fā)生各種故障問題后，單純依靠人工檢修方法無法將系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備故障徹底排查徹底，同時(shí)傳統(tǒng)檢修方法下，專業(yè)檢修人員單純應(yīng)用各種老舊裝置深入排查系統(tǒng)設(shè)備各種故障，種種問題狀況都會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，但將故障診斷技術(shù)以及振動(dòng)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)備中，能夠，便可以快速、準(zhǔn)確挖掘出冶金機(jī)電設(shè)備中各種故障隱患，輔助專業(yè)檢修人員順利完成各項(xiàng)工作。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要技術(shù)計(jì)算機(jī)設(shè)備內(nèi)所采集整理的頻域信號(hào)峰值以及時(shí)域信號(hào)變化規(guī)律來監(jiān)測(cè)機(jī)電設(shè)備狀態(tài)。不管設(shè)備振蕩狀況如何復(fù)雜，都可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分解為不同頻率諧波，從各種頻率諧波層面分析，設(shè)備運(yùn)行振蕩周期內(nèi)存在一種最高值，也是我們所說的幅值。把相關(guān)幅值根據(jù)運(yùn)行頻率進(jìn)行有序排列，最終自動(dòng)生成某種頻譜圖像。專業(yè)技術(shù)檢測(cè)人員可以聯(lián)系頻譜圖像各種內(nèi)容，準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障。通過觀察設(shè)備狀態(tài)頻譜圖像整體振動(dòng)幅度，可以發(fā)現(xiàn)隨著振動(dòng)幅度提升，則機(jī)電設(shè)備所遇到的運(yùn)行故障相繼擴(kuò)大。

3.3 故障處理

故障診斷終端能夠聯(lián)系所采集狀態(tài)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，順利獲得最終分析結(jié)果，隨后把分析結(jié)果借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸至機(jī)電設(shè)備對(duì)應(yīng)維修人員手中，為維修人員提供有效的處理對(duì)策。隨后設(shè)備維修人員還需要聯(lián)系現(xiàn)實(shí)狀況實(shí)施機(jī)電設(shè)備檢測(cè)維修。假如維修人員針對(duì)冶金機(jī)電設(shè)備實(shí)施正常檢修中，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部元件產(chǎn)生磨損以及固定不牢松動(dòng)和機(jī)電設(shè)備運(yùn)行故障，則維護(hù)人員需要對(duì)相關(guān)問題實(shí)施快速處理。借助所采集到的設(shè)備頻率特性以及幅度峰值大小特征進(jìn)行綜合分析判斷，輔助設(shè)備維護(hù)人員順利實(shí)施機(jī)電設(shè)備判斷和維修。

振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要在冶金機(jī)電設(shè)備中合理設(shè)置各種監(jiān)測(cè)點(diǎn)，全面采集設(shè)備振動(dòng)信號(hào)，通過專業(yè)人員進(jìn)行系統(tǒng)分析，明確設(shè)備中的故障問題點(diǎn)，隨后把系統(tǒng)和專業(yè)人士所得檢測(cè)結(jié)果交付給運(yùn)維人員對(duì)設(shè)備實(shí)施綜合檢修。通常需要在長(zhǎng)軸、減速箱以及核心電機(jī)中安裝振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)點(diǎn)。借助設(shè)備運(yùn)維人員實(shí)施簡(jiǎn)單檢測(cè)，是無法準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)操作設(shè)備中各種故障隱患，且設(shè)備運(yùn)維人員主要選擇常規(guī)手段檢查設(shè)備狀態(tài)，各種問題因素影響機(jī)電設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。在融入振動(dòng)監(jiān)測(cè)手段后，可以盡快發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備安全隱患。振動(dòng)監(jiān)控手段主要通過相關(guān)信號(hào)峰值變化發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題。不論設(shè)備振蕩如何以及信號(hào)怎樣復(fù)雜，都可以進(jìn)行細(xì)化分解，轉(zhuǎn)化成不同諧波振動(dòng)頻率，各個(gè)頻率諧波振動(dòng)擁有某種最高振動(dòng)幅度，按照頻率序列排列不同幅度峰值，便可以自動(dòng)形成頻譜圖像，按照該頻譜可以實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)目標(biāo)。隨著圖像振動(dòng)幅度持續(xù)擴(kuò)大，證明機(jī)電設(shè)備運(yùn)行隱患越加突出。

結(jié)合所采集信息可以得到有效的結(jié)果，隨后把該種分析結(jié)果交付給維護(hù)人員，聯(lián)系所得監(jiān)測(cè)結(jié)果，指導(dǎo)維護(hù)人員實(shí)施設(shè)備檢查維修，假如維護(hù)人員在實(shí)際檢修中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)元件產(chǎn)生磨損和松動(dòng)等問題以及設(shè)備故障，便可以通過分析幅度變化頻率和峰值變化開展設(shè)備判斷和檢修。

4 系統(tǒng)檢測(cè)效果分析

結(jié)合當(dāng)下冶金機(jī)電設(shè)備領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r分析，在不同行業(yè)處于高速發(fā)展過程中普遍應(yīng)用設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在實(shí)踐運(yùn)行中有效降低機(jī)電設(shè)備故障幾率，同時(shí)還可以幫助企業(yè)合理減少后期維護(hù)管理成本，擁有重要現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前各個(gè)冶金企業(yè)內(nèi)普遍利用先進(jìn)監(jiān)測(cè)技術(shù)判斷設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)操作故障，通過科學(xué)診斷，得到準(zhǔn)確結(jié)果，輔助運(yùn)維管理人員創(chuàng)新設(shè)備維護(hù)管理，促進(jìn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)正常、有序生產(chǎn)。此外，應(yīng)用監(jiān)測(cè)控制技術(shù)，還可以幫助降低冶金機(jī)電設(shè)備中的檢修壓力和運(yùn)行負(fù)擔(dān)，能夠進(jìn)一步提升設(shè)備整體檢修效率。在冶金工程建設(shè)中，假如其中的機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生異常運(yùn)行問題，則技術(shù)維修人員可以借助計(jì)算機(jī)設(shè)備，對(duì)過程監(jiān)控系統(tǒng)采集的故障信息以及狀態(tài)頻譜等實(shí)施合理判斷、分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)科學(xué)應(yīng)對(duì)方案，促進(jìn)冶金機(jī)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷監(jiān)控和動(dòng)態(tài)控制目標(biāo)，能夠幫助運(yùn)維人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并處理故障問題。

5 結(jié)語

綜上所述，以故障檢測(cè)以及振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)形成的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以幫助全面掌握機(jī)械設(shè)備現(xiàn)存狀態(tài)，對(duì)設(shè)備信號(hào)實(shí)施綜合采集、處理分析，貫徹不同階段內(nèi)設(shè)備信號(hào)強(qiáng)度變化，將機(jī)電設(shè)備實(shí)際狀況準(zhǔn)確反應(yīng)出來，幫助操作人員充分掌握設(shè)備運(yùn)行中各種松動(dòng)和磨損現(xiàn)象，預(yù)防事故出現(xiàn)，該種技術(shù)同樣適用于軋鋼機(jī)械以及各種機(jī)電設(shè)備當(dāng)中。