水泥機械設備的故障和診斷技術探討

吳慧龍

（華潤水泥（富川）有限公司 廣西賀州 542700）

近年來，科學技術快速發展，機械設備的自動化和智能化水平不斷提升，同時設備故障診斷的精準性以及專業性也得到全面提升，在實際應用中，發揮著重要的作用。基于信息技術的故障診斷技術，提升了機械設備故障診斷的水平，實現了遠程在線精準診斷，預測故障，快速定位故障，減少了設備的損害率，延長了機械設備的使用壽命。

1 水泥機械設備的故障分析

從水泥機械設備類型角度來說，包括球磨機和破碎機以及輥壓機等。在實際應用中，常見各類故障。以球磨機為例，如果原材料進入端中的空軸軸間間隙很小，球磨機運行中，90%左右的功率，可能會轉化成為熱能，加之磨料的溫度，使得滾筒體軸向出現熱變形，造成熱膨脹以及停機引起的冷縮問題，受到軸向力的影響，軸瓦發熱。除此之外，受到球面瓦和球面座銜接不良情況的影響，軸瓦基礎邊緣也會產生局部高溫的情況。在進行故障診斷時，利用各類故障診斷技術，能夠輔助故障檢測和處理工作的高效開展，提高故障處理效率。

2 水泥機械設備故障診斷技術的應用

2.1 設備檢測和診斷方法

不同等級的機械設備，在進行故障檢修和維修時，采取的檢測與診斷方法不同。具體如下：①一類設備。此類設備主要包括水泥磨和冷卻機以及大型風機等。故障診斷中，采取的精密診斷法。使用精密性較強的診斷儀器，開展機械設備運行狀態的診斷以及檢測，比如振動檢測等。為保證檢測和診斷工作的效率，需配置設備預測維修以及管理專家系統軟件等。②二類設備。此類設備具體為輸送設備以及收塵器等。故障診斷中，采取的是精密診斷法+簡易診斷法，比如發射法和脈沖法等，結合使用超聲波探測儀以及脈沖儀等，進行故障診斷。③三類設備。此類設備具體為輔助設備以及小型輸送設備等。故障診斷中，采取的是簡易診斷法，也就是經驗法+表象診斷法，比如耳聽和簡單測量等，結合使用測溫儀以及聽診器等。

從故障診斷實踐來說，振動診斷技術的應用比較廣泛。一般來說，對整臺設備進行故障診斷，利用振動診斷技術，根據振動強度，進行故障判斷。振動強度越激烈，則存在故障的可能性就越大。除此之外，配合振動頻譜分析，確定故障位置，采取處理措施。

2.2 主要設備的診斷技術

2.2.1 輥壓機

在實際應用中，輥壓機主要被用于堅硬物料的粉碎，比如水泥和礦石等。常見故障位置為滾動軸承，進行故障診斷時，多使用數據采集器和計算機系統等，檢測設備的溫度和振動情況。需注意的是，水泥制造企業使用的輥壓機，對設備性能的要求更高，通常要配置專業的檢修技術人員，負責日常管理和維護。日常運維管理工作中，定期使用存儲測溫儀以及振動儀，對輥壓機運行情況進行檢測。

2.2.2 破碎機

目前，關于破碎機故障診斷作業中，常用的故障診斷方法包括神經網絡技術以及證據理論融合等。其中，神經網絡診斷技術的應用，是通過測量各類參量，利用神經網絡，進行測量空間到故障空間的映射，最終實現故障快速診斷。經過訓練的神經網絡，可存儲相關過程的知識，根據機械設備的正常歷史數據，進行網絡訓練，再根據實際測量的數據，進行對比分析，最終確定設備故障。證據理論融合法的應用，是基于設備的復雜性以及影響因素不確定性特點，運用貝葉斯法以及證據理論方法，進行故障診斷。具體操作中，通過溫度數據和振動監測數據，進行故障診斷，實現故障的精準快速診斷。

2.2.3 水泵和大型風機

水泥機械設備日常管理以及維護，水泵以及大型風機是重點對象，故障診斷部位為滾動軸承以及機體。在具體操作中，采用脈沖診斷法，開展設備運行狀態檢測，能夠實現快速診斷。診斷原理和破碎機的相同，都是通過溫度檢測和振動情況監測，根據滾動軸承以及機體運行情況，開展故障診斷分析[1]。

2.2.4 球磨機

從水泥機械設備故障診斷實踐來說，對于球磨機的故障診斷，主要檢測的部位為空軸滾動軸承與磨機基礎等，通過上述分析，了解球磨機發生的故障，主要在軸承等位置，因此為重點檢測對象。在檢測中，多采取測溫法和測振法、抽樣檢測分析法等。在進行滑動軸承的診斷時，運用聲發射檢測法和油樣檢測分析法等，開展故障診斷分析。診斷磨基礎故障時，運用數據采集器以及計算機系統，輔助診斷工作的開展。

2.2.5 回轉窯

回轉窯故障診斷，主要檢測的部位為滑動軸承和筒體等。診斷筒體以及輪帶時，采取間隙測量法和溫度檢測法，進行故障快速檢測。診斷滑動軸承故障時，采用的是聲發射和油樣分析法等。診斷傳動部位故障時，通過溫度檢測和振動監測等，進行故障分析。對于筒體和輪帶等部位，使用筒體掃描儀或者紅外測溫儀等，開展故障檢測[2]。

3 水泥機械設備的故障和診斷技術的應用實例

3.1 案例概述

以某企業為例，配置了2套輥壓機聯合粉磨系統。設備的基本情況如下：①規格為φ1600×1500；②磨料通過量為780t/h；③輥子線速度為1.57m/s；④裝機功率為2×1120kW；⑤電機輸出轉速為1490r/min。設備運行2年后，出現輥壓機振動距離和機架底座開裂等情況。經過多次檢修，沒有徹底解決振動問題等，影響著生產作業的開展，決定對其進行徹底檢修。現結合此故障處理，分析診斷技術的具體應用，總結診斷技術的應用策略。

3.2 故障情況和原因分析

為明確輥壓機振動以及軸承損壞的具體原因，選擇空載時，對高速軸軸承以及機架底座，開展振動測量作業。2號輥壓機振動測量結果如下：①減速機輸入軸軸承空載振動測量結果。固定輥減速機的徑向測量結果為 9.0、9.8、7.3、6.9；軸向測量結果為 2.9、4.9、5.4、3.0。活動輥減速機徑向測量結果為 12.2、12.8、13.5、10.3；軸向測量結果為 4.2、5.1、5.6、6.5mm/s。從結果來說，輸入軸軸承位置振動相對較大。②機架底座空載振動測量結果。垂直方向振動測量結果為2.8、5.1、1.4、2.0mm/s；水平方向測量結果為1.4、1.7、0.8、1.5mm/s，振動很大。經過全面檢查了解，固定輥的電機和減速機之間產生了4.41mm的高差；活動輥的電機和減速機之間產生了5mm的高差。經過檢查，電機和減速機等的安裝，都符合標準。后使用光學水準儀，開展機架底座標高的測量，最終發現傳動側底座比傳動側要低，最大高差達到9.5mm。綜合各類檢測結果，明確輥壓機振動故障的產生，是因為基礎不均勻沉降，使得機架兩側底座產生高差，各個軸承座位置偏差，使得設備振動。

3.3 故障處理方案

通過故障診斷分析，明確了故障產生的具體原因，結合設備使用實際情況，最終決定解體輥壓機，重新進行安裝，保證輥壓機能夠穩定運行。故障處理方案如下：①拆除解體輥壓機；②重新制作砂墩，并且更換地腳螺栓，使用大螺栓；③更換電機底座等。從故障診斷和維修情況來說，采用振動測量等方法，結合運用檢測設備，能夠提高故障診斷工作的效率，明確故障產生的原因，進而保證故障得以有效解決[3]。

4 結束語

綜上所述，水泥機械設備的故障和診斷技術應用，要結合設備的特點，合理選擇故障診斷方法。在具體應用的過程中，按照故障診斷技術流程和要點，做好全面的把控，精準判斷故障原因，采取故障處理措施。