鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷及處理措施研究

吳春明，宋清山，楊成海，葉福中

（寶武裝備智能科技有限公司，廣東 韶關(guān) 512123）

1 鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方法分析

1.1 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的診斷方法

故障診斷的經(jīng)過中，往往會將數(shù)學(xué)模型當(dāng)成著力點(diǎn)，并和與之緊密聯(lián)系的冶煉原理展開連接，借助等價空間方程、Luenberger觀測器以及Kalman濾波器等多種先進(jìn)工藝進(jìn)行整個設(shè)備的故障診斷分析。需要注意的是，應(yīng)用上述方法的時候，必須確保和控制系統(tǒng)操作實(shí)現(xiàn)高效的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)流程的高效化，主要包括運(yùn)行監(jiān)控，故障診斷，還有系統(tǒng)修復(fù)等，在應(yīng)用這種診斷方法的時候存在著在精度方面的要求，不然的話則會對診斷結(jié)果的精準(zhǔn)性造成影響。

1.2 信號處理的診斷方法

以該種方法而言，通常的做法是，將設(shè)備運(yùn)行經(jīng)過當(dāng)成關(guān)注點(diǎn)所在，對過程中的部分信號信息展開相應(yīng)的研究分析，由此科學(xué)精準(zhǔn)的獲得設(shè)備的異常信號等關(guān)鍵信息，并由此明確故障的詳細(xì)情況。舉例來講，鋼鐵冶煉機(jī)械經(jīng)過里，速度主要是為了能夠?qū)崿F(xiàn)信號的接收，而溫度傳感器則是用來接受溫度信號，所以該方法可以有效的對上述兩種信號展開監(jiān)測，且進(jìn)行深層次的分析，在第一時間找出設(shè)備運(yùn)行經(jīng)過里發(fā)生的故障。當(dāng)前，以該診斷方法而言，主要存在著幾種。就該方法來看，和數(shù)學(xué)模型展開對比的話，存在著適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，不會由此而出現(xiàn)過度依賴數(shù)學(xué)模型的情況。

1.3 人工智能的診斷方法

當(dāng)前由于社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)前行，自動化技術(shù)得到了很好的成長，在此前提下展開鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障分析時，人工智能診斷得到了較好的應(yīng)用，且從實(shí)際情況看整體效果較佳，就這種方法而言，不存在太過復(fù)雜的體系，亦不存在過度關(guān)注數(shù)學(xué)模型的情況，亦即意味著其擁有極佳的診斷能力和精度判斷，該診斷方法已經(jīng)變的非常重要了，特別是會被用在一些大型機(jī)械設(shè)備。當(dāng)前，在科學(xué)領(lǐng)域，人工智能為非常重要的一個組成，因此在以后的發(fā)展經(jīng)過里這種診斷方法會得到非常好的推廣應(yīng)用。

2 鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)分析

由于機(jī)械化進(jìn)程的持續(xù)前行，機(jī)械設(shè)施種類在持續(xù)變多，一些大型的鋼鐵冶煉廠里存在著非常多種類的傳送設(shè)備，這些設(shè)施會對冶煉鋼鐵質(zhì)量帶來較大的影響，并且會對整個工作的效率帶來較大的作用，在機(jī)械設(shè)施方面，為了能夠促使其中的傳動設(shè)備如常作業(yè)，則是應(yīng)該關(guān)注其生產(chǎn)時的具體情況，從而能夠在可控制的時間里進(jìn)行必要的檢測工作，如若機(jī)械發(fā)生狀況的話，則會立即根據(jù)具體的情況完成相應(yīng)的診斷工作。當(dāng)時在機(jī)械故障上，因?yàn)榫唧w的因素眾多，便造成故障并不一樣，這也就意味著必須存在多樣的診斷系統(tǒng)。整個工作進(jìn)行的經(jīng)過里，應(yīng)該對診斷作業(yè)的原理予以足夠的關(guān)注，通這項(xiàng)工作的進(jìn)行則是會依據(jù)震動參數(shù)等進(jìn)行，同時輔助參考溫度等要素。在診斷系統(tǒng)方面，可以與PLC等實(shí)現(xiàn)較好的配合，從而構(gòu)成診斷系統(tǒng)，這一系統(tǒng)呈現(xiàn)分散式的特征，卻可以獨(dú)立運(yùn)行。圖1是設(shè)備故障診斷的詳細(xì)經(jīng)過。假若機(jī)械設(shè)施發(fā)生異常的狀況，診斷系統(tǒng)則會借助傳感器把相應(yīng)的工作信號進(jìn)行傳送，到達(dá)控制系統(tǒng)里，而計算機(jī)處理系統(tǒng)則是會借助所獲取的信號特征進(jìn)行傳送，最終送到主機(jī)，主機(jī)則是會對相應(yīng)的數(shù)據(jù)展開詳細(xì)的分析，進(jìn)而判斷故障的特征。當(dāng)診斷系統(tǒng)獲得這些特征信息后，則是能夠?qū)υO(shè)備故障的狀態(tài)進(jìn)行分析并最終做出決策。

圖1 鋼鐵冶煉的設(shè)備故障診斷過程

3 鋼鐵冶煉常見設(shè)備故障的處理措施

3.1 轉(zhuǎn)子不平衡故障分析

在設(shè)備方面，由于存在著眾多的零件，一旦發(fā)生故障，那么所對應(yīng)的診斷方法也存在著較大的不同。轉(zhuǎn)子為相對關(guān)鍵的轉(zhuǎn)換零件，如若進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)動作業(yè)的話，其在每一時刻都會出現(xiàn)離心力，這是因其此刻處在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，如若機(jī)械設(shè)備發(fā)生轉(zhuǎn)子不平衡的情況，那么轉(zhuǎn)子自身所存在的離心力則是沒有辦法展開有效的抵消，這便會造成轉(zhuǎn)子運(yùn)行發(fā)生狀況。設(shè)備在此經(jīng)過里，表現(xiàn)出轉(zhuǎn)子不平衡狀況的話，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際的情況予以研判，通常這一工作會借助轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動頻譜完成，結(jié)合問題的閾值去研究發(fā)聲異常震動的轉(zhuǎn)子具體狀況，判斷其有無可能為剛性轉(zhuǎn)子，展開有效的比較，進(jìn)而獲得發(fā)生問題的區(qū)域還有造成轉(zhuǎn)子異常的具體原因。只有在明確故障出現(xiàn)的原因的條件下，方可以在第一時間展開相應(yīng)的維修。

3.2 齒輪故障處理分析

就大型機(jī)械設(shè)備而言，齒輪發(fā)揮著重要的作用，這也就表明齒輪的運(yùn)行狀況會對整個生產(chǎn)質(zhì)量帶來相應(yīng)的作用。如若機(jī)器為進(jìn)行工作的狀態(tài)，則是長時間與零件呈現(xiàn)出摩擦的態(tài)勢，這種情況下齒輪發(fā)生異常的話，便存在著發(fā)生振動的情況，而這種情況則是能夠借助對圖譜的監(jiān)測進(jìn)行判斷。當(dāng)前，我國在處理齒輪故障時，往往會用到以下的處理方法：第一為時間域診斷法。以該種方法而言，通常借助對齒輪轉(zhuǎn)動一周的時間，即震動加速信號展開研判。該方法能夠助力于消除噪音干擾，由此實(shí)現(xiàn)機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其次為頻率處理法，而以這種方法來看，存在著較強(qiáng)的應(yīng)用性，工作原理為借助對頻譜展開研究，從而分析齒輪問題。當(dāng)機(jī)器展開運(yùn)行時，齒輪會呈現(xiàn)出彼此咬合的狀態(tài)，由此實(shí)現(xiàn)動力的傳遞。然而經(jīng)過長時間后，咬合部位的承受力則是會出現(xiàn)相應(yīng)的改變。

3.3 滾動軸承的故障處理分析

機(jī)械設(shè)備里，軸承發(fā)揮著極大的功用，好比機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的力臂，能夠起到推動機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。當(dāng)機(jī)械正常運(yùn)行時，各個軸承的轉(zhuǎn)動在促進(jìn)工作的同時，也會對自身帶來傷害。由此展開軸承運(yùn)轉(zhuǎn)情況判斷時，相應(yīng)的技術(shù)員能夠借助軸承振動所發(fā)出的聲音進(jìn)行研判。還能夠給以后的檢測支撐相對精準(zhǔn)的故障信息，而損傷部位的不同會造成數(shù)據(jù)的各異，這種情況下，就要求展開比較分析。以現(xiàn)今所掌握的數(shù)據(jù)信息而言，在進(jìn)行滾動軸承判斷時存在著以下方式：第一為諧振信號，以該方法而言，通常借助比較零件的頻率從而展開研究，最終實(shí)現(xiàn)軸承磨損情況的判斷；其次為脈沖信號接收法，該方法主要為借助脈沖信號對軸承表層的某種壓痕，還有腐蝕狀況出現(xiàn)的不同情況展開研究，該方法能夠借助聽覺實(shí)現(xiàn)計算。就軸承故障而言，會對機(jī)械內(nèi)部的正常作業(yè)造成較大的影響。在具體的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)過里，診斷裝置發(fā)揮著較大的作用，其會把接收到的振動信號進(jìn)行傳遞，由此實(shí)現(xiàn)軸承故障的高效研判。

4 結(jié)語

對鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷與處理。通過目前的診斷技術(shù)，可以很好地對運(yùn)行中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和故障診斷，并由此減少安全問題發(fā)生的可能，進(jìn)而促使鋼鐵行業(yè)可以較好的成長，最終助力我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。