軋鋼機械設備的故障診斷及處理措施研究

徐曉惠

（河鋼股份有限公司承德分公司 河北省釩鈦工程技術研究中心，河北 承德 067000）

因鋼鐵行業的整個生產過程是一個封閉的系統模式作業，生產系統的運行必須由多個工序有效銜接。其中，若某個環節或設備零部件出現故障，勢必影響生產運行。因此，有必要對故障進行診斷并采取有效措施。

1 軋鋼機械設備

軋鋼機械設備是指軋鋼生產中完成一系列工藝過程的設備，其分為主要設備和輔助設備兩大類。主要設備是車間構造的特征，其中最重要的設備就是軋鋼機，它是以實現金屬在旋轉的軋錕間依靠軋制作用而發生塑性形變的過程。而輔助設備也有其重要的作用，輔助設備是指除軋鋼機之外其他一切設備，起著調節的功用，同時使機械化更加完善、高效。軋鋼機械設備的主要應用是生產鋼材，如型材、線材、鋼管等金屬材料，提供給各行各業作為生產應用的產品,主要是通過兩個旋轉的軋輥，通過軋制生產出所需的鋼材形狀和尺寸。軋機設備品種多樣，有型鋼軋機用于生產型材，板帶軋機可生產板帶材料，鋼管軋機為主要生產鋼管的設備。利用軋鋼機械設備生產鋼材的過程在國民經濟中具有重要地位,生產出的鋼材不僅產量多，而且性能好，廣泛應用于建筑、加工、有色金屬、電子、管件、機械、儀器制造、高科技等領域。

2 軋鋼機械設備目前的使用狀況

近年來，隨著社會的快速發展，軋鋼機械設備的競爭越來越激烈，企業想要讓軋鋼機械在生產中發揮更大的作用，就必須要重視軋鋼設備的管理制度。但由于多方面因素的影響，企業在軋鋼設備管理制度的執行過程中面臨著很多問題需要解決，如何協調企業機械設備的管理工作，合理解決管理過程中存在的矛盾，能合理有效地對軋鋼機械設備進行使用，提高管理和維護水平。根據目前的使用狀況，軋鋼設備的管理是亟需解決的問題，應對機械設備制定合理的管理體制，并采取科學的操作措施進行管理，這種軋鋼機械設備的合理管理措施對企業增強市場競爭力有著重要的意義。

3 軋鋼機械設備診斷故障的依據標準

在對軋鋼機械設備振動故障進行檢測診斷的過程中，主要運用以下方法來進行振動故障的診斷，即判斷故障定量、相對故障判斷及類比方法。由于軋鋼機械設備在運行的過程中會有著很多種類故障，因此有關的監測診斷人員單憑自己的經驗理解去診斷較片面，必須結合有關實際情況和相關數據進行科學診斷。一般來說，工作狀態、故障類型、軸承種類、實際轉速及檢測裝置的位置等差異都會對軋鋼機械設備的診斷故障產生影響，所以在診斷的依據標準上，應有著相應指標的判斷。這種判斷指標，是在相應的時間內，對有著一樣工作方式并且處在同一位置的軋鋼機械進行相同的測試，再將測量結果和正常數據進行對比分析，就能診斷軋鋼機械的振動故障程度。

4 故障診斷流程

眾所周知，軋鋼機械設備一旦出現任何故障問題，都會直接影響軋鋼工作的提升。因此，如何在有效的時間內有針對性地制定科學有效的診斷方案和診斷流程，將會大幅提升工作人員的診斷效率。軋鋼機械故障診斷流程主要依據工作目標和工作任務，將其進行細化，可分為以下幾步。①熟悉軋鋼故障診斷標準，對軋鋼機械設備進行檢查。②確定參數。③確定故障診斷目標和診斷任務。④明確檢測內容。⑤安裝檢查傳感器，現場檢測機械。⑥根據檢測內容，擴寬資料收集渠道，對故障、檢測數據進行探究分析。⑦通過對比分析法，對軋鋼故障數據進行特征分析。⑧分析結果，并生成檢測報告。根據檢測報告得出最終結論。相對而言，軋鋼機械故障檢測結果容易造成主觀或客觀上的失誤，這就需要相關工作人員在日常工作中引起高度重視，從而達到提高檢測工作效率的目的。

5 軋鋼機械設備故障診斷技術意義

當前，工廠中使用的軋鋼機械屬于大型的旋轉機械設備，該類設備屬于鋼廠的核心技術和關鍵設備，只有確保其能正常工作，才能確保企業能正常經營運轉，因此必須加強對這些設備的研究分析。對于此類旋轉機械而言，轉軸組件屬于其核心部件，轉軸組件又是由諸多的聯軸器、齒輪、圓錐滾動軸承、滑動軸承、蝸輪蝸桿傳動件等機械部件組成，所以其內部結構較為復雜。通過查閱大量的設備故障記錄得知，此類旋轉機械最為常見的故障是振動異常，對于此類通病有經驗的師傅尚且還能看出一些端倪，但對于一些新手來說該項工作太過于復雜，因此探究一種新型且科學有效的故障診斷方法對軋鋼企業的發展具有一定的現實意義。

6 軋鋼機械設備故障診斷與安全運轉的關系

為了使軋鋼機械設備進行安全的運轉，相關工作人員需要通過建立故障診斷在線監測體系，實時監控減速機、轉子、軸承運行狀態及設備振動參量狀態，同時采用最先進的監控技術，最大程度延長設備的預警時間，并通過智能的專家診斷，精確診斷故障源，方便后續相關施工技術人員對存在的故障、安全隱患進行處理，最大程度地保障軋鋼機械設備的安全運轉。隨著社會經濟的快速發展，目前對于工業生產安全運轉方面的要求已經越來越高，這也代表著軋鋼機械設備對于故障診斷工作者的需求程度變得越來越高。

7 軋鋼機械設備的常見故障及其原因

（1）轉子振動不平衡造成的故障問題。在軋鋼廠生產中，機械設備往往會出現不同類型的故障問題，其中最常見的就是由于轉子振動不平衡而造成的設備故障。軋鋼機械設備的生產質量是保障后期穩定運行的關鍵，因此生產制造過程非常重要，另外機械設備的安裝過程同樣也十分重要，在機械設備安裝過程中，要嚴格按生產工藝和安裝要求進行安裝，特別是要注意做好對轉子的安裝工作，如果轉子安裝不合理，將會嚴重影響后期機械設備的正常使用。例如，轉子的中心安裝若出現偏移，會導致轉子的不平衡現象，機械設備在這樣的狀態下運行，會發生轉子振動不平衡問題，造成機械設備出現故障，進而影響企業的正常生產。在軋鋼機械設備運行過程中，要定期對機械設備進行潤滑，如果超過一定的時間沒有進行潤滑，轉子就會在運行中出現嚴重的磨損，轉子的偏轉直接導致機械設備出現故障問題。例如，機械設備零部件的直接接觸會產生嚴重的磨損現象，長時間的轉子振動不平衡會導致機械設備的振動和松動，對機械設備的正常運行產生嚴重影響。

（2）輥道的故障與潤滑不當造成的問題。在軋鋼生產設備中，除磷機是非常重要的設備，主要包括電機、齒輪及滾動軸等設備和部件，除鱗機往往與鋼材直接接觸，一旦無法正常工作，就會導致機械設備產生故障，影響軋鋼的正常生產。當除磷機出現故障時，要及時采取措施進行處理，否則會造成更多故障問題的發生。除磷機出現故障后，往往先要對其進行重新設計，改善除磷機的工作性能，保障軋鋼生產的實際需要。在軋鋼生產過程中，需要對鋼胚進行加熱，同時除鱗機會發生一定的氧化反應，隨著時間的積累，氧化程度越來越厲害，最終會在其表面形成一層厚厚的氧化皮，導致除磷機無法正常工作，這是故障產生的主要原因。另外，氧化層與軋鋼產品直接接觸，會影響軋鋼產品的成品質量，因此需利用高壓水進行除鱗。除鱗機輥道通常在鋼材加熱爐的爐口部位，如果出現故障可能會使軋機出現停車現象，導致軋鋼生產工作的停止。在長時間的高溫烘烤和高壓水沖蝕情況下，軋鋼機械設備的工作環境十分惡劣，影響機械設備的性能和使用壽命，也容易導致各種故障問題的發生。

（3）滾動軸承與軸承箱的常見故障及原因。滾動軸承是軋鋼機械設備的重要零部件，在設備的運行過程中起著至關重要的作用，滾動軸承一旦出現問題就會直接影響設備的正常運行。在滾動軸承的工作過程中，往往會受到機械設備振動的影響而引起故障問題，設備部件的振動頻率是引起滾動軸承發生故障的主要原因，滾動軸承出現故障最終會造成整個設備系統停止運轉。造成滾動軸承故障的原因較多，例如在搬運和安裝設備過程中，如果出現磕碰設備的現象，就可能會使滾動軸承受到損壞，導致滾動軸承無法正常工作；如果滾動軸承的規格選擇不當，會對機械設備的正常運轉造成嚴重的影響；如果對軸承潤滑不當，會使軸承發生嚴重的磨損而引發故障問題。一旦軋鋼機械設備中的軸承燒壞，就必須立即停工進行修理，修復燒壞的滾動軸承往往需要半天的時間，給企業造成一定的經濟損失，因此要加強對滾動軸承的檢查和養護工作，最大限度地保障滾動軸承的正常工作時間。

8 解決軋鋼機械設備常見故障的措施

（1）重視并做好機械設備故障數據的采集工作和除磷機的改造工作。當設備發生故障后，需要對故障的數據進行采集，有利于技術人員對故障的科學診斷，并及時采取修復處理措施，恢復正常生產工作。數據的采集包含轉子的振動頻率、電機振動、齒輪振動及滾動軸的振動等方面，除機械的運轉數據采集外，還需要將生產系統中的潤滑部分和除鱗降溫的關鍵部分的數據進行采集和分析。在進行設備的故障數據采集時可采用鍵相信號觸發方式，這種方式采集數據可分為自動鍵相和手動鍵相。另外，要做好對除鱗機的改造工作。

（2）干油潤滑系統的配合使用?，F代化的軋鋼廠往往規模較大，生產任務繁重，機械設備需要進行長時間的運行，進行快節奏的連軋生產作業，因此需要對設備進行定期檢修和保養，特別是輥道軸承需要得到良好的潤滑，才能更好地保障生產工作的順利進行。如果潤滑不到位或養護不及時，就會造成軸承損壞和設備磨損等情況，使設備的正常運轉無法得到應有的保證，影響企業的正常生產。在軋鋼機械設備中，除輥道外還需要進行干油潤滑，這樣才能減少設備的故障發生率。干油潤滑主要是在軋鋼設備處于高壓或高溫度下工作的摩擦表面起潤滑作用?？捎糜跐櫥哂凶儎雍奢d、震動和機械沖擊的輥道或軋制部分。通常在軋鋼設備中，干油潤滑可分為分散潤滑和集中潤滑兩方面。

（3）做好機械設備管理評優工作。對于軋鋼機械設備來說，其管理和維護工作有了更高的發展，有必要做好設備的維護工作，協調各方面的關系，還要明確管理和維護的目標。軋鋼機械設備投入生產后，經過一段時間的應用，必然會出現不同程度的故障。因此，企業應從實際出發，分派專業的維修人員，并按照相應的標準和設備的操作規程。對機械設備進行日常維護，從而提高生產水平，使機械設備得到充分維護。此外，隨著技術的不斷發展，軋鋼企業也應與時俱進，引進先進的機械設備，完善相應的管理機制。然而，在實際工作中，由于缺乏管理對策，管理的嚴重代價較低。效率高，難以滿足當前的生產需要。因此，除了適當引進先進的生產設備外，還必須制定有針對性的管理標準，做好管理評審工作，進而提高員工的積極性和主動性，使企業能獲得更多的經濟效益。

綜上所述，隨著工業化進程的推進，鋼鐵行業在推動社會經濟發展方面發揮了巨大推動作用。而機械設備作為鋼鐵行業生產中一個重要的組成部分，其質量關乎生產的運行質量和效率。針對其常見的故障診斷方法和處理對策進行了探究，從而為機械設備的檢修和維護工作提供參考。