水泥機械設備故障和診斷技術的應用

馮宇河，趙麗萍

（臨夏海螺水泥有限責任公司，甘肅 臨夏 731200）

水泥生產的環境較為復雜惡劣，在實際的生產過程中，是以水泥設備為主導生產，水泥設備的正常運行會直接影響水泥生產質量以及效率。隨著故障診斷技術的發展，目前機械設備的診斷技術愈發成熟，技術也愈發新穎與實用，隨著診斷技術的科學化、專業化的發展，水泥設備故障與診斷技術的應用也會緊跟機械故障診斷技術發展的步伐向著多元化、科學化、專業化進行發展，為提升水泥設備的生產效率，從而提高行業的長期發展，提供故障與診斷技術上的基本保障。

1 提升水泥設備管理的益處

1.1 實現水泥設備高效高質量生產

水泥生產的質量與效率與水泥設備的運行狀態有著直接關系。由于現代水泥生產中需要設備的長期穩定運行，所以對于設備的管理是生產過程中的重要內容。為了能夠保證水泥設備的高效高質量生產，水泥生產廠家對水泥設備應做好對設備的運行狀態進行實時動態監控，對水泥設備實施科學化得機械故障診斷管理。對水泥設備進行管理不僅利于實際生產活動中設備的穩定運行，對于廠家合理分配設備資源起到良好的促進作用，避免出現設備的閑置或者是沒有科學利用的狀態，為提升生產做好管理工作[1]。

1.2 對水泥的安全生產以及環保生產起到促進作用

由于水泥的生產過程中會伴隨許多粉塵以及其他有害物質的生成，相關廠家為了確保安全生產以及環保生產，就需要保持水泥設備的良好性能，避免因設備故障而造成有害物質的排放。對水泥設備進行定期檢測，能夠有效發現設備中存在的安全隱患，并根據設備中存在的問題制定出維修方案，確保在實際生產過程中，相關的操作人員的人身安全能有所保障。對于水泥生產中產生的廢氣、廢物需要廠家加以控制，避免直接排放而造成環境的污染，積極響應綠色生產的政策。

1.3 提升水泥設備的機械故障診斷效果

水泥設備較為復雜，在進行故障診斷過程中需要保持準確度。對于水泥設備進行管理能夠有效的把具有故障的設備進行數據整理，根據故障的現象制定相關的故障診斷方案，提升診斷的效率以及診斷的精確度，確保設備的利用率得到保障，降低生產的成本，從而提升廠家的利益。

2 水泥設備的故障分析

由于水泥生產過程屬于長時間作業的狀態，所以對于機械設備的使用可能因長時間作業造成零件磨損導致水泥設備的生產效率受到影響。按照不同故障產生的原因可以分為不同類型的故障。

2.1 按照速度進行劃分

2.1.1 突發型故障

由于實際的機械設備在進行作業過程中，對于水泥設備而言，所處環境較為惡劣，可能因為外部因素或者設備本身運行因素導致設備出現突發性的故障。例如在實際的水泥設備作業過程中，在對于立磨入磨風閥作業時，如果物料過大，在風閥出卡住就易出現斷軸、斷齒的現象，這種突發性的故障一般屬于大型的設備故障，需要進行停止維修，不僅降低水泥生產的效率，也需要較高的維修成本進行設備的維修，提高了生產的成本[2]。

2.1.2 逐漸發生型故障

漸發型的故障一般是由于水泥設備在實際的作業過程中長時間處于作業狀態，水泥設備出現較為嚴重的磨損，設備處于老化的狀態，設備沒有經過零件的更新以及定期良好的養護，就易發生故障，同時設備的使用性能也有所下降，生產效率低下。

2.2 根據故障時間進行劃分

2.2.1 短暫性的故障

短暫性故障一般是是由于水泥設備在進行作業過程中局部發生突發型故障造成設備總體出現短暫性的故障。例如對于循環風機在作業過程中，在長時間的作業下，其浮動段的軸承出現溫度過高，設備出現警報并停止作業，這也有著浮動段軸承上蓋螺栓過于緊固的原因，如果是這種故障可以通過松動螺栓的措施來實現對軸承熱量的釋放來解決，可以在上下蓋出墊放青裸紙來給予熱量釋放預留空隙。

2.2.2 持續型故障

持續型的故障對于一設備的使用有著重要的影響，一般是由于設備中部分零件出現問題而導致，相對的故障診斷較難，水泥設備需要較長時間的維修。例如如果均化庫頂的八分嘴分配器出現問題時，水泥的下料就會出現問題，為了保證作業需要借助旁路進行下料，并進行八分嘴分配器進行維修或者是更換，才能投入使用。

2.3 人為因素的影響

由于機械設備的使用保持著相對于的流程進行操作，需要相關的操作人員按照標準的操作流程進行操作。但是實際的水泥設備操作過程中，如果相關廠家沒能根據水泥設備使用情況進行制度的制定，沒有規范化的管理水泥設備的操作就易出現人為操作導致設備出現故障。

3 水泥機械設備故障的診斷方法

3.1 診斷任務

通常來說水泥機械設備故障的診斷任務主要包括如下幾方面內容：第一，對水泥機械設備運行過程中出現故障的根本原因進行正確的分析，并及時編制解決方案，確保整體設備運行的穩定與正常，第二，需要深層次剖析故障原因，將水泥機械設備長期故障問題找出，并進行針對性處理。第三，需要對水泥機械設運行的狀態以及過程進行全方位評價，以實現設備運用價值的提高。第四，企業應當要開展水泥機械設備的使用周期評價工作，以便于能夠及時解決設備故障問題，實現整體設備使用壽命的延長。

3.2 水泥機械設備故障的診斷類別

第一，簡易診斷。該種診斷方式也叫作初級診斷。通常是由現場工作人員開展初級診斷工作，并合理概括、討論以及評價水泥機械設備的狀態。第二，精密診斷。該種診斷方式是基于簡易診斷的前提下來準確辨識產生特殊狀況的設備，同時開展細致的診斷工作，將設備內部的異常部位檢查出來，結合具體設備類別以及故障情況來實施研究與判斷。第三，運行診斷與功能診斷。其中功能診斷主要指的是診斷新安裝或是大修后的設備功能情況有無異常的方式與方法，結合實際檢查機組或是設備所得結果來開展針對性的整改，同時對正常工作的設備所產生的故障特征進行檢測運行診斷。第四，定期診斷與連續監控。在設備運行一定時間后便對其實施檢測的方式就是定期診斷。連續監控主要是利用計算機處理系統以及儀表來動態監控機械設備運行狀態的過程。通常連續監控的方式適合應用在由于故障而引發嚴重生產損失、故障頻發、事故影響較大以及連續出現故障的設備當中，同時也使用在因為勞動保護以及安全方面因素而難以實現點檢的設備[3-5]。

3.3 水泥機械設備故障的診斷技術形式

第一，外觀檢查，通過人體感官，在溫度、聲音、味道以及運行情況等各方面來對故障的發生進行直接的觀察，并且憑借工作人員自身的檢查以及維修經驗與技術來把可能會發生故障的位置與原因判斷出來，從而到達預測故障的作用。第二，振動測量。在水泥機械設備運行過程中常常會出現振動的問題，通常該問題都是在進行往復運動或回轉運動的時候發生，工作人員能夠根據設備運行的狀態與特征來得出振動信息，通常情況下大部分振動的增強均會導致故障的出現。第三，噪聲檢查。通常情況下噪聲是由機械振動通過彈性媒質來傳播到遠處所得，其中產生聲音的機械振動就是噪聲的聲源，亦是媒質間的傳播過程。而通常機械噪聲的聲源就是機械振動系統，其主要包括了軸承、齒輪、液壓泵、電機等，其噪聲頻率在很大程度上取決于其固有頻率或運動頻率。而對于蓋板、箱體、支架等不動的零件噪聲都是受其他振源或運動頻率誘發引起共鳴所產生的。第四，泄漏檢查。通常在水泥機械設備運行環節，在設備的空隙、裂縫以及孔眼部位都有可能會融入或流出粉塵、業態以及氣態狀的介質，引發泄漏，進而導致許多能源發生浪費，使得設備惡化，并污染周邊環境，達到降低設備的性能，使得整體設備使用穩定性與安全性下降。

4 故障診斷技術的應用

4.1 對于輥壓機的故障診斷技術

由于在實際的作業環境下，輥壓機一般較易發生故障的位置是在，軸承、輥面、液壓系統三個部位。根據實際不同部位的故障使用的診斷方式以及維修方法不盡相同。對于溫度過高造成的軸承故障，在進行診斷檢修過程中，首先是對軸承部位進行溫度測試，更會標準溫度進行分析，是否在標準溫度哪來判斷其是否有故障。對于由于溫度產生的故障而言其形成原因一般是因為油泵系統不正常運轉造成的。

所以針對因溫度出現的故障對于油泵檢測是重要部分，可以通過檢測滾動軸承部位的含脂量是否處于標準狀態，干油管道是否處于通暢的狀態來診斷油泵系統問題。溫度過高也可能是因為冷卻液沒有發作用，針對軸承因溫度過高而造成故障，可以診斷冷卻液系統是否正常運作。由于輥面長時間的作業可能出現各種磨損，導致裂痕的產生，根據生產產量是否出現較大的變化以及輥面表面狀態，來進行輥面的診斷。

4.2 對于球磨機的故障診斷技術應用

對于球磨機的故障診斷技術一般根據數據的采集與分析來確定。通過對球磨機的溫度、振動等數據利用相關的傳感器進行信息的收集，并進行數據的分析，通過分析的結果判斷球磨機的運轉是否處于正常狀態。對于球磨機重要的檢測部位是：齒輪、軸承、電機、轉承、傳動設備等部位，對于球磨機不同的運作狀態來控制檢測的數據，例如對于中空軸及其傳動部位的檢測需要注重對于溫度、振動、油樣的信息收集，而對磨機部位就需要注重系統運行的穩定性。

4.3 對于回轉窯故障診斷技術的應用

一般回轉窯的故障是較為明顯的，可以根據水泥的生產質量以及窯體形變來進行確定。對于回轉窯進行溫度檢測也是一種常用的方法，以400°為界限，窯體所能承受的最高溫度，超過這個溫度，就極易造成回轉窯產生變形。除了需要注意溫度的影響外，機械外力也是窯體產生變形的因素，可以通過變形的形狀來診斷故障產生的實際因素，如果需要進行窯體的全面診斷，需要通過相關的檢測設備對窯體的縫隙進行數據收集處理，并通過相關的應力應變公式確定其具體類型。

通常而言，工作人員能夠通過收集窯體問與窯磚間隙的相關數據，將其對比于回轉窯正常運行時的數據，利用相應計算公式來將回轉窯內部故障的類別與等級判斷出來，進而總結設備綜合溫度變化形態，并將其故障原因找出，從而榛地行的制定解決方案。不僅如此企業還需要安排專門的工作人員的實施操作，并于其他部門間保持密切聯系，為后續故障的查找打好基礎，同時也能推動診斷工作得以高效進行[6,7]。

5 結論

水泥設備是水泥生產的核心保障，現代水泥生產廠家，需要加強對水泥設備的故障與診斷，對于新型水泥設備應用新型的故障診斷技術，降低設備的故障發生率，為行業的良好發展提供優良技術。