螺旋取樣機長壽化研究

唐 柯

攀鋼發(fā)電廠 四川?

攀枝花市

一、前言

攀鋼電廠每年汽車進煤達165余萬噸，煤種包括：原煤、混煤、優(yōu)煤、中煤與泥煤，均為周邊地區(qū)廠家所供。汽車進煤采用手工取樣雖符合國家標(biāo)準(zhǔn)，但在市場條件下，受方法所限仍然缺乏科學(xué)性，不能反映整車煤的綜合質(zhì)量狀況。為此攀鋼電廠煤監(jiān)、質(zhì)量管理部門為加強來煤質(zhì)量管理，采取多種措施解決汽車煤取樣的代表性問題，但一直苦于國內(nèi)未有成熟、可靠的汽車進煤機械采樣技術(shù)設(shè)備，直到2004年才收集到成熟的采樣設(shè)備信息，攀鋼電廠購買并安裝了由徐州赫爾斯采制樣設(shè)備有限公司制造的汽車煤螺旋取樣機，成功地解決了汽車煤手工取樣方法存在的問題和不足。為公司節(jié)省了大量用于提高質(zhì)量所花費的費用。經(jīng)過近9年長時間、高強度運轉(zhuǎn)，目前該設(shè)備已處于故障多發(fā)期。從技術(shù)管理角度，分析研究提高螺旋取樣機使用壽命的途徑和方法。

二、螺旋取樣機的技術(shù)特點及工作原理

1.螺旋取樣機技術(shù)特點

螺旋取樣機集液壓、機械、電氣為一體，它由液壓系統(tǒng)、初級給料機、破碎機、次級給料機、次級采樣機五大部分組成。設(shè)備先進、自動化程度和精度高，工作程序采取PLC控制，具有設(shè)備啟動自檢功能，自檢正常后，自動依次從次級給料機、次級采樣機、破碎機、初級全料機、液壓系統(tǒng)啟動，否則，設(shè)備自動鎖定。且具有設(shè)備運行過程自動監(jiān)測功能，若其中一個部分的信息在8s時間內(nèi)未反饋到PLC，此部分將自動停機。

2.螺旋取樣機工作原理

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的取樣要求，取樣點由液壓系統(tǒng)的大小臂確定完成，初級采樣頭取樣，取出的試樣進行1/2縮分，其中一部分煤返回到車上，另一部分煤留在料斗里，留在料斗里的煤通過液壓系統(tǒng)送到初級給料機，初級給料機將煤運輸?shù)狡扑闄C里進行破碎，破碎到≤6mm，通過溜槽進入次級給料機，次級采樣頭在初級取樣頭料斗門打開45s后進行采樣，每隔6s取一次樣，每次量20g左右，每車煤所取試樣量為1kg左右，剩余煤樣輸送到廢煤池。從初級給料機到次級采樣整個系統(tǒng)按間隔時間自動運行和停止。

3.螺旋取樣機故障統(tǒng)計分析

螺旋取樣機經(jīng)過9年長時間、高強度運轉(zhuǎn)，設(shè)備已處于故障多發(fā)期。自2010年1月起對螺旋取樣機運行過程進行1年的跟蹤監(jiān)控，對收集到的資料進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，全年發(fā)生的55次故障中，人的因素20次，占36.4%；煤樣水分過大，引起破碎機堵塞15次，占27.2%；設(shè)備運行時間長，超負(fù)荷工作，引起部件磨損12次，占21.9%；設(shè)備本身缺陷原因8次，占14.5%。其中人的因素包括，崗位人員對設(shè)備維護保養(yǎng)不到位造成設(shè)備故障8次，占40%；專檢人員和崗位人員監(jiān)護不力造成設(shè)備帶病作業(yè)產(chǎn)生的故障8次，占40%；操作失誤產(chǎn)生的故障4次，占20%（表 1）。

表1 2010年螺旋取樣機故障統(tǒng)計

從上述表1可以看出，人的因素是設(shè)備故障多發(fā)的主要原因；煤樣水分過大，引進破碎機堵塞，設(shè)備運行時間長，超負(fù)荷工作，引起部件磨損，設(shè)備本身性能是次要原因。

三、螺旋取樣機長壽化研究

設(shè)備故障分為偶然故障和耗損故障，偶然故障是由于偶然因素引起的故障；耗損故障是通過事前檢測或監(jiān)測可預(yù)測到的故障，是由于產(chǎn)品的規(guī)定性能隨時間增加而逐漸衰退引起的。耗損故障可以預(yù)防維修，防止故障的發(fā)生，延長產(chǎn)品的使用壽命。運用FMECA對2010年螺旋取樣機故障進行系統(tǒng)分析。提出降低螺旋取樣機故障的措施。

1.FMECA分析

對2011年螺旋取樣機各部件產(chǎn)生的故障信息收集、整理，歸類出15個部件故障模式，分析其原因及影響，確定出各種故障模式對設(shè)備產(chǎn)生危害的嚴(yán)酷度。嚴(yán)酷度是指某種故障模式影響的程度，分為4類即Ⅰ類（災(zāi)難性故障）、Ⅱ（致命性故障）、Ⅲ（嚴(yán)重故障）、Ⅳ（輕度故障）。故障模式發(fā)生的概率等級分為5級，即A級（經(jīng)常發(fā)生）、B級（很可能發(fā)生）、C級（偶然發(fā)生）、D級（很少發(fā)生）、E級（極不可能發(fā)生），見表2。

根據(jù)表2，15個部件故障模式確定出的嚴(yán)酷度和概率等級，以嚴(yán)酷度等級為橫坐標(biāo)，故障模式概率等級為縱坐標(biāo)，做出危害性矩陣圖，見圖1。

由圖1可知，距離越遠(yuǎn)的點故障模式危害性越大，從圖 1 得出，1、2、3、6、8、9 點的故障模式影響比較嚴(yán)重。分析出15個部件中液壓管、油缸、3級泵、操作閥、過濾網(wǎng)、空氣過濾器、軸承、液壓油、刮板、錘頭、螺栓故障模式危害性大。

圖1 危害性矩陣圖嚴(yán)酷度類別

2.加大螺旋取樣機部件技術(shù)改造和易損件的更換

在FMECA分析的基礎(chǔ)上，對故障模式危害性大的部位進行技術(shù)改造和定期更換易損，提高設(shè)備技術(shù)性能和保障易損件完好。錘頭由于質(zhì)量不過關(guān)，耐磨度低使用不到1個月左右就被磨損，造成破碎機堵塞，設(shè)備頻頻發(fā)生故障。鑄造錘頭在使用碳素合金鋼中加入適量的釩鈦，增強錘頭的硬度和耐磨性，錘頭的使用壽命由原來的1個月提高到3個月，3個月定時對錘頭進行更換，排除了因錘頭磨損帶來的故障。液壓油由于冷卻不到位造成液壓油溫度高，液壓油粘度降低，閥泄油，大臂經(jīng)常下滑，同時液壓油乳化嚴(yán)重使用時間短，對液壓回油管安裝一個水冷設(shè)備，液壓油溫及時得到降低，消除了大臂下滑。旋轉(zhuǎn)座、鉆桿、鉆頭螺栓抗強度高，使用一個季度左右就壞，相應(yīng)的部件得不到緊固造成故障，每一個季度定時更換一次，確保部件及時得到緊固。通過對故障模式影響比較嚴(yán)重的部件實施不同的技術(shù)改造，排除和降低了設(shè)備故障。

3.對螺旋取樣機進行規(guī)范化管理

人是引起設(shè)備故障的主要因素，首先，為使螺旋取樣機發(fā)生的故障均能按規(guī)定格式和要求進行記錄，并在規(guī)定的時間內(nèi)向規(guī)定的管理級別進行報告，建立一個閉環(huán)的故障報告系統(tǒng)，見圖2。形成一個上對領(lǐng)導(dǎo)，下對班組，橫與有關(guān)部門，縱向到底、橫向到邊的設(shè)備管理網(wǎng)絡(luò)。職責(zé)明確，責(zé)任到人，制度、措施落實到實處。

圖2 螺旋取樣機閉環(huán)故障報告系統(tǒng)圖

其次，對螺旋取樣機進行規(guī)范化管理。崗位人員在上機前都要進行培訓(xùn)，考試合格后，方可上崗操作。必須做到“四懂、三會、三好”即懂結(jié)構(gòu)、懂性能、懂原理、懂用途；會操作、會維護保養(yǎng)、會排除常見故障；用好、管好、修好。嚴(yán)格執(zhí)行“清潔、潤滑、緊固、調(diào)整、防腐”設(shè)備維護十字操作法，對螺旋取樣機使用，堅持每2h巡檢一次，巡檢遵循“聽、摸、聞、比、看”5字現(xiàn)場巡檢法，崗位點檢和專業(yè)點檢相結(jié)合的點檢制度。保證設(shè)備“四不準(zhǔn)”不準(zhǔn)超溫、不準(zhǔn)超壓、不準(zhǔn)超速、不準(zhǔn)超負(fù)荷和“二不漏”不漏水、不漏油。確保設(shè)備“二凈、二無、三見、四不缺”，即門窗玻璃凈、四周墻壁凈，無垃圾、無閑散器材，溝見底、軸見光、設(shè)備見本色，油漆不殘缺、螺栓手輪不缺、燈泡燈罩不缺、操作室玻璃不缺。設(shè)備潤滑做到“五定”即定點、定質(zhì)、定時、定量、定人。定點：規(guī)定潤滑部位、名稱及加油點數(shù)；定質(zhì)：規(guī)定每個加油點潤滑油脂牌號；定時：規(guī)定加、換油時間；定量：規(guī)定每次加、換油的數(shù)量；定人：規(guī)定每個加、換油點的負(fù)責(zé)人。設(shè)備出現(xiàn)故障做到“二不放過、三及時、四到位”，即不明白故障產(chǎn)生的原因不放過、出現(xiàn)同樣的故障防范措施不到位不放過，設(shè)備出現(xiàn)異常及時停機、及時檢查確認(rèn)、及時聯(lián)系，設(shè)備使用前檢查確認(rèn)到位、設(shè)備出現(xiàn)故障跟蹤檢修到位、故障部位故障產(chǎn)生的原因明確記錄到位、維修人員處理完故障驗收到位。二是維修工具、安全設(shè)施、消防器具齊備完整，靈活好用，擺放整齊；設(shè)備運行記錄、故障記錄、點檢記錄、交接班記錄齊全，記錄準(zhǔn)確，字體工整，無涂改，保管妥善。三是以“清潔-點檢-保養(yǎng)-潤滑”四位一體落實“人人有責(zé)”的“全員”管理。四是利用崗位責(zé)任制，堅持每周一次的大檢查。對班組設(shè)備使用、維護、點檢情況進行綜合評定檢查，不符合要求的，限時整改的同時納入經(jīng)濟責(zé)任制考核。五是以設(shè)備生產(chǎn)時間利用率指數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)來衡量螺旋取樣機完好度。為了能全面反映螺旋取樣機的效能，以設(shè)備生產(chǎn)時間利用率指數(shù)來衡量。計算公式為：設(shè)備生產(chǎn)時間利用率=設(shè)備生產(chǎn)時間÷日歷時間。總之，在職工中樹立起“三精”意識，即精心管理、精心使用、精心維護。杜絕了人為因素引起的螺旋取樣機故障。

四、螺旋取樣機長壽化研究取得的效果

1.螺旋取樣機故障得到大幅度降低

通過采取上述措施，對2012年螺旋取樣機的運行情況進行全面跟蹤、收集，2012年螺旋取樣機故障共發(fā)生6次：煤水分過大引進破碎機堵塞4次，占66.7%；崗位人員維護不到位，探頭積灰多引起故障1次，占16.7%；設(shè)備超負(fù)荷運行、部件磨損引起故障1次，占16.7%，見表3。

表3 2012年螺旋取樣機故障統(tǒng)計

從表3中可看出，煤水分過大引進破碎機堵塞引起設(shè)備故障占主要因素，其次是崗位人員維護不到位和設(shè)備超負(fù)荷運行、部件磨損引起故障各1次。

對2011年和2012年螺旋取樣機故障進行對比，見表4。

表4 2011年和2012年螺旋取樣機故障對比統(tǒng)計表

從表4中可看出，螺旋取樣機故障2012年比2011年大幅度降低，由55次故障降到了6次，下降了89.1%,其中,人由2011年的主要因素變成了2012年的次要因素，故障由22次降到了1次,下降了95%；煤樣水分過大，引進破碎機堵塞,故障由15次下降到4次,下降了73.3%；設(shè)備超負(fù)荷運行,引起部件磨損,故障由12次下降到1次,下降了91.7%；設(shè)備本身性能的因素,故障由8次下降為零。說明通過加強螺旋取樣機現(xiàn)場管理,故障模式、影響及危害性分析(FMECA)研究,采取的技術(shù)改造和定期更換易損件措施是正確的，取得的效果是顯著的，為螺旋取樣機的壽命延長提供了管理和技術(shù)保障。

2.職工的責(zé)任心加強

通過對故障的記錄和統(tǒng)計，加強職工對設(shè)備“操維合一”培訓(xùn)，認(rèn)真分析講解了引發(fā)設(shè)備故障的原因和對故障的處理方法，使每位職工都能了解簡單故障的處理，從而節(jié)省了設(shè)備故障后，專業(yè)維護人趕到現(xiàn)場的時間，減少了人員的體力勞動，提高了設(shè)備的使用效率。

3.信息傳遞快速準(zhǔn)確

職工對設(shè)備的各部件和性能都有全面的了解，在設(shè)備出現(xiàn)故障后，確認(rèn)故障部位零部件是否損壞和更換，能將故障信息快速準(zhǔn)確地提供給專業(yè)的維護部門，保證設(shè)備及時得到檢修。

4.驗收質(zhì)量得到有效保證

螺旋取樣機主要是用來對全廠入廠煤種進行取樣，所取試樣的分析結(jié)果作為公司對外結(jié)算依據(jù)，機械設(shè)備取樣試樣代表性強，供貨單位對結(jié)算結(jié)果無異議，減少了公司外部質(zhì)量異議。所以螺旋取樣機長壽化研究是一個長期工作，得到公司相關(guān)部門的認(rèn)可。