鋼鐵冶煉機械設備故障診斷及處理措施

劉建業

摘要：近年來，我國的鋼鐵行業的發展迅速，冶煉技術作為我國重工業發展的重要支柱，不僅是其他行業發展的重要基礎，也是我國經濟發展的重要推力。在我國的重工業鋼鐵冶煉技術中，冶煉的機械設備是非常重要的。如果設備出現故障不僅會影響整個工業生產鏈，還會對企業造成嚴重的經濟損失。本文主要以鋼鐵冶煉機械設備故障的診斷作為研究的主線，結合實際情況對機械故障進行診斷性分析，旨在為有關技術人員提供參考借鑒。

關鍵詞：鋼鐵冶煉;機械設備故障診斷;處理措施

引言

煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋是鋼鐵冶煉的四個基本環節，而每一個環節所涉及到的相關機械設備都存在在差異，但是設備之間聯系密切，倘若一個機械設備發生故障或者生產工序出現問題，則意味著鋼鐵冶煉生產將無法繼續開展，并且可能會給鋼鐵企業帶來巨大的經濟損失。因此，為了能夠最大限度保障鋼鐵冶煉能夠有序開展，相關技術人員必須做好鋼鐵冶煉機械設備故障診斷工作，并對故障采取科學處理措施，使其機械設備能夠盡快恢復工作。

1機械設備故障維修的發展現狀及其重要性

1.1故障診斷維修技術發展現狀

機械設備故障診斷全稱為機械狀態監測與故障診斷。顧名思義主要是指對于設備的故障的診斷是從運行狀態的監測，再到設備故障的分析診斷和修理。機械設備的故障診斷是一個交叉性很強的綜合性技術手段，它不僅需要技術人員有著扎實的理論基礎，還要有高超的診斷及維修技術。近年來，隨著我國科教興國政策的實施，我國的機械故障診斷技術產生了質的飛躍。

1.2機械設備故障維修的重要性

隨著機器大生產時代的到來，流水化機器生產已經成為整個生產的主旋律。機械化流水作業不僅能提高企業生產的效率，還能解放一部分勞動力，為企業創造更多的經濟效益。因此在企業生產過程中，做好機械設備故障診斷工作是非常重要的。一旦在生產的過程中出現機械故障，不僅會降低企業的生產效率，增加企業的生產成本，還會影響企業未來的發展。因此，做好機械設備故障診斷工作是非常重要的。

2鋼鐵冶煉機械設備故障診斷方法介紹

2.1系統數學模型

鋼鐵冶煉機械設備一旦投入生產之后，機械設備將進入高強度工作狀態之中，因此，容易出現一些故障，如果不及時進行處理將會影響到整個生產效率與質量。在針對機械設備故障時，常常會用到系統數學模型診斷方法，通過建立數學模型，并與機械操作系統相融合，然后通過參數模型估計技術、等價空間方程技術、Kalman濾波器、Luenberger觀測器等等比較先進的工藝技術，對鋼鐵冶煉機械設備的故障進行診斷與分析，該診斷與分析流程主要包括“故障監控、故障診斷、故障分析、故障修復”等等。所以，在對故障診斷的過程中，對于數學模型的構建具有比較高的要求，倘若在精度上未能達標，那么則會影響到診斷的準確性。

2.2信號處理

鋼鐵冶煉機械設備在實際運行中會有對應的信號顯示，而信號處理診斷方法則是以判斷機械設備對應信號是否存在異常為基礎，從而明確機械設備所產生的信號是否符合正常標準，倘若出現異常信號或者故障類特征等等，則可以確定鋼鐵冶煉機械設備所出現的故障類型。比如，在鋼鐵冶煉的過程中，機械設備中設置了對應的速度傳感器、溫度傳感器，并分別負責接收機械設備的速度信號與溫度信號。通過信號處理診斷方法，能夠對機械設備速度信號、溫度信號進行診斷與檢測，從而及時發現設備運行過程中存在的問題，及時進行處理、目前，鋼鐵冶煉機械設備故障信號診斷常用方法主要有：時間序列特征提取法、譜分析法、自適應信號處理法等等。信號處理診斷方法與系統數學模型診斷方法相對比，前者的適用性更強。

2.3人工智能

以智能技術、自動化技術為核心的人工智能診斷故障方法，能夠對鋼鐵冶煉機械設備的故障實現自動化、智能化診斷，目前已經是故障診斷方法中最為重要的一種，有著良好的發展前景。人工智能診斷方法需要設置復雜的體系，同時也不需要設備構建數學模型，該方法與鋼鐵冶煉機械設備的操作系統能夠很好的融合，能夠針對各個環節進行監測與診斷，是目前效率、精準率最高的方法。人工智能故障診斷方法以人工神經網絡預測體系為基礎，同時融合了模糊數學理論，因此，與鋼鐵冶煉機械設備操作系統特別相適應。同時，該故障診斷方法設置了神經網絡預測診斷系統、模糊邏輯智能診斷反映系統、專家診斷系統以及故障診斷管理系統等等。人工智能是科學研究領域非常重視的一個部分，因此，該方法還有巨大的提升空間。

3故障診斷的科學處理措施

3.1轉子不平衡處理措施

轉子轉動質量在機械設備運行中對機械系統運行性能有著直接關聯，轉子不平衡主要表現在轉子旋轉頻譜存在一定的幅值變化，若在這時進行機械設備的初步啟動，振動不平衡可以從以下3個方面進行改善：①若剛性轉子發生振動，需要觀察并分析轉子轉速有沒有達到臨界值，要及時對轉子轉動速率進行測量，與標準轉速進行比較;②可以通過相位分析法進行振動確定是否是基礎共振引起。若這時相位與頻率保持一致，就能夠確定不平衡問題是由基礎共振引發;若不同旋轉方向上的各點振幅存在一定的相位差速，或者是低速和高速狀態下轉子轉速較為接近，就可能是因為不平衡問題造成;③轉子是否存在不對中問題是十分常見的轉子故障，從平行不對中及角度不對中兩個方面表現。平行不對中為兩側軸承徑向振動保持在180°;角度不對中是兩側軸向振動相位差保持在180°，徑向振動方向具有一致性，會引發同頻振動及多倍頻振動。

3.2齒輪故障處理措施

在鋼鐵冶煉機械設備中齒輪是至關重要的結構，與機械運轉性能有著直接關聯性，齒輪在具體運行中要承擔振動影響，表現為譜圖出現邊頻帶，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。當前對于機械設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備故障進行診斷之外，還能夠借助時域對設備故障進行分析;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，因此齒數數目變化會造成齒輪嚙合部位發生相應的改變。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是否正常沒有關系，這時齒輪若出現故障會引發信號的變化，由圖譜邊頻帶具體表現。

結語

綜上所述，在實際的鋼鐵冶煉中機械設備會經常發生故障，建立現代化的故障診斷系統是非常有必要的。通過對機械內部的運轉狀況進行實時的監測，不僅能夠幫助企業做好事故預防，還能提高生產效率，為企業創造更多的經濟價值。

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