李 震

（河北鋼鐵股份有限公司承德分公司，河北 承德 067002）

我國的經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展，國家也在大力發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，對鋼鐵的需求量日益增加，煉鋼廠為了滿足市場需求，必須不斷擴(kuò)大生產(chǎn)線的規(guī)模，因此會引進(jìn)很多煉鋼設(shè)備，但是受限于環(huán)境和員工操作意識，在日常生產(chǎn)當(dāng)中，會出現(xiàn)煉鋼設(shè)備故障的情況。傳統(tǒng)的設(shè)備維修方式是壞了才修，但是這樣的話就會降低煉鋼生產(chǎn)的效率。煉鋼廠針對這種情況也在不斷改進(jìn)技術(shù)設(shè)備，引進(jìn)新的診斷技術(shù)，提高煉鋼的效率，引進(jìn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)就是煉鋼廠進(jìn)行維修制度改革的重要舉措，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)對于檢測煉鋼設(shè)備的狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題有很重要的警示作用，可以幫助員工及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題，及時(shí)處理，保障煉鋼生產(chǎn)進(jìn)度。

1 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的理論基礎(chǔ)分析

旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的核心是轉(zhuǎn)子預(yù)警，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要組成部分，利用轉(zhuǎn)子狀態(tài)監(jiān)測機(jī)械故障，就是通過轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象來反映設(shè)備故障信息。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，轉(zhuǎn)子表現(xiàn)出異常聲響和振動時(shí)，通過觀察振動信號的特點(diǎn)就可以看出設(shè)備的故障情況，然后使用檢測儀就可以有效檢測故障位置，收集故障相關(guān)信息數(shù)據(jù)，技術(shù)人員通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，就可以發(fā)現(xiàn)故障的真實(shí)情況，及時(shí)對故障進(jìn)行維修和清除，避免設(shè)備繼續(xù)使用造成更大的損傷。通過分析檢測數(shù)據(jù)明確機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障的原因，一般這些原因是集中在設(shè)備出現(xiàn)變形和老化的現(xiàn)象；設(shè)備自身存在一些設(shè)計(jì)缺陷；設(shè)備沒有定期進(jìn)行檢修；設(shè)備內(nèi)部零件出現(xiàn)誤差，在精準(zhǔn)度方面沒有保證等問題。

2 煉鋼設(shè)備旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障類型

2.1 儀器松動

儀器松動是煉鋼設(shè)備在日常生產(chǎn)活動中比較容易出現(xiàn)的故障之一，儀器松動比較長出現(xiàn)的兩種形式是：螺栓松動和構(gòu)件之間的松動這兩種。螺栓松動是整個(gè)儀器在運(yùn)行中螺栓經(jīng)過長時(shí)間的工作造成松動現(xiàn)象；構(gòu)件之間的松動是配合方面出現(xiàn)松動現(xiàn)象，比如軸承和滾圈、軸承和內(nèi)圈之間出現(xiàn)松動等。松動現(xiàn)象是正常的，但是也是不能忽視的現(xiàn)象，如果出現(xiàn)松動但是沒有及時(shí)進(jìn)行處理，就會導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備出現(xiàn)問題。

2.2 轉(zhuǎn)子不平衡

轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要構(gòu)件，起著至關(guān)重要的作用，轉(zhuǎn)子方面出現(xiàn)問題，對于整個(gè)設(shè)備狀態(tài)會產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響。轉(zhuǎn)子不平衡是旋轉(zhuǎn)機(jī)械核心部件出現(xiàn)問題的根源所在，轉(zhuǎn)子之所以會產(chǎn)生不平衡的現(xiàn)象，主要原因是配件長期損耗或者轉(zhuǎn)子材質(zhì)不合格，轉(zhuǎn)子零件松動也會造成轉(zhuǎn)子不平衡的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子不平衡的現(xiàn)象也包含兩種情況，動態(tài)失衡和靜態(tài)失衡。轉(zhuǎn)子不平衡會產(chǎn)生異常的振動規(guī)律，也算是有跡可循，所以就需要工作人員注意觀察轉(zhuǎn)子狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子問題。

2.3 摩擦

摩擦也是引發(fā)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的重要原因之一，包含的形式也比較多，比如轉(zhuǎn)子和隔板之間的摩擦、定子之間的摩擦、密封件之間的摩擦等[1]。摩擦在振動方面也會產(chǎn)生征兆，但是摩擦久了可能會生成特定的振動頻率，容易被人們忽略，繼續(xù)長時(shí)間的發(fā)生，會對整個(gè)設(shè)備及零件造成損害，需要加強(qiáng)監(jiān)測力度和頻率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)摩擦問題，可以通過增加潤滑來防止設(shè)備和零件產(chǎn)生摩擦現(xiàn)象。

2.4 轉(zhuǎn)子不對中

轉(zhuǎn)子不對中可以說是在煉鋼生產(chǎn)中引發(fā)故障的重要因素之一，甚至在其他工業(yè)生產(chǎn)中也容易引發(fā)問題。在滑動輪軸方面，造成轉(zhuǎn)子不對中的主要原因是沒有使用油膜或者油膜沒有起到保護(hù)軸承的作用；在滾動輪軸方面，造成轉(zhuǎn)子不對中現(xiàn)象的主要原因是軸承的零件損壞，如果忽視零件損壞的問題，就會對整個(gè)輪軸造成嚴(yán)重的質(zhì)量問題。轉(zhuǎn)子不對中，會加重機(jī)械的損壞情況，造成噪音和異常振動的現(xiàn)象發(fā)生。

3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障的危害

煉鋼企業(yè)不斷擴(kuò)大規(guī)模，增加煉鋼生產(chǎn)線和設(shè)備，并且整個(gè)生產(chǎn)流程基本依靠設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，因此煉鋼設(shè)備很容易遭到損壞，發(fā)生故障問題。煉鋼企業(yè)在增加設(shè)備投入的時(shí)候，沒有建立檢修和故障排除的配套機(jī)制，存在設(shè)備沒有定時(shí)檢查維修的情況。這樣的狀態(tài)會對企業(yè)的正常生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)生負(fù)面影響，嚴(yán)重的話還會造成企業(yè)的重大經(jīng)濟(jì)損失，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題需要返廠維修，就會拖慢生產(chǎn)進(jìn)度，影響訂單交貨，造成經(jīng)濟(jì)損失不說，嚴(yán)重的話還會造成人員傷亡。因此，煉鋼企業(yè)在生產(chǎn)制造的過程中，一定要提高檢修意識，定期對煉鋼設(shè)備和機(jī)械進(jìn)行狀態(tài)檢查，出現(xiàn)問題及時(shí)送檢、及時(shí)維修，不能等到設(shè)備出現(xiàn)大的問題在進(jìn)行檢修那樣的話就會對企業(yè)造成比較大的影響，一定要提前做好檢修工作，尤其是針對核心部件要加強(qiáng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，提高檢修效率，保障日常生產(chǎn)。

4 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)概述

4.1 狀態(tài)監(jiān)測

旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)最重要的工作就是監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，通過狀態(tài)監(jiān)測可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的目的，這樣也能保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常狀態(tài)。由于煉鋼設(shè)備的復(fù)雜性，導(dǎo)致傳統(tǒng)的人工監(jiān)測會存在盲區(qū)和誤差，影響設(shè)備監(jiān)測的準(zhǔn)確性，利用狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)就可以很好的進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測，然后通過數(shù)據(jù)收集和分析，降低故障發(fā)生的頻率。主要的檢測方法是利用轉(zhuǎn)子的特性安裝振動監(jiān)測裝置還有安裝溫度傳感器，通過轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)和溫度來監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)[2]。設(shè)備的監(jiān)測方式可以分為在線監(jiān)測、巡回監(jiān)測、不定期監(jiān)測這幾種方式。狀態(tài)監(jiān)測可以完成實(shí)時(shí)監(jiān)測的要求，并且自動匯總記錄檢測結(jié)果，然后判斷設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，避免設(shè)備檢修盲區(qū)。

4.2 信號處理

旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)相較于傳統(tǒng)人工診斷最大的優(yōu)勢是可以對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析，這樣既可以節(jié)省人力，又可以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。煉鋼設(shè)備一般都比較復(fù)雜，設(shè)備的體積也比較大，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)對整個(gè)設(shè)備進(jìn)行診斷，收集到的數(shù)據(jù)也比較多，存在很多正常數(shù)據(jù)和無用數(shù)據(jù)，必須對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，才能得到有價(jià)值的信息。傳感器采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)比較多，診斷程序一般不能對這些信息進(jìn)行系統(tǒng)化的整理，需要工作人員進(jìn)行分析總結(jié)工作，但是為了避免工作人員出現(xiàn)失誤造成誤差，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的時(shí)候，可以建立數(shù)據(jù)信息庫，收集有用的信息進(jìn)行整理建模，這樣在之后的診斷中，就可以利用數(shù)據(jù)庫信息對診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和處理，這樣可以降低工作人員的壓力也可以提高工作效率和準(zhǔn)確度，數(shù)據(jù)庫還可以設(shè)置自動分析功能和預(yù)警機(jī)制，當(dāng)檢測出異常時(shí)可以自動報(bào)警，讓工作人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障解決故障。

4.3 故障識別方式

機(jī)械設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候一定會產(chǎn)生噪音和振動，這種噪音和振動某種程度上可以幫助工作人員觀察設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)噪音過大或者振動幅度過大的現(xiàn)象，很大的可能就是設(shè)備故障引起的。因此，需要提高對這些異?，F(xiàn)象的重視程度，利用現(xiàn)代化技術(shù)檢測設(shè)備運(yùn)行情況，建立完善自動監(jiān)測、自動預(yù)警系統(tǒng)，取代傳統(tǒng)人工監(jiān)測和維修的體制，這樣可以在一定程度上釋放勞動力、緩解工作人員的工作壓力，還可以保證監(jiān)測的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

5 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障實(shí)例介紹

在煉鋼生產(chǎn)中，利用震動狀態(tài)進(jìn)行故障診斷是很常見的現(xiàn)象，正常情況下，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)都是有規(guī)律的，一旦出現(xiàn)不正常的規(guī)律，極大程度上可是能設(shè)備出現(xiàn)了異常。以下列舉幾種振動異常的情況：

（1）如果出現(xiàn)單一持續(xù)的波動異常，很有可能是軸承出現(xiàn)了一定的問題。

（2）如果振動比較輕微但是卻高于正常狀態(tài)下的振動狀態(tài)，可能是轉(zhuǎn)子軸承缺少潤滑導(dǎo)致的。

（3）如果出現(xiàn)比較大的噪音，可能是由于機(jī)械零件脫離主體造成的。

（4）對于主要部件的軸承要安裝轉(zhuǎn)速監(jiān)測裝置，一旦發(fā)現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常，要停止機(jī)械運(yùn)行，對整個(gè)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行仔細(xì)檢查和分析。

6 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中包含的智能化技術(shù)

6.1 專家檢測系統(tǒng)

專家檢測就是利用專家的專業(yè)知識完善數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的知識內(nèi)容，通過匯總設(shè)備信息，專家可以對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)完善，提高數(shù)據(jù)庫的覆蓋范圍和數(shù)據(jù)內(nèi)涵。專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要還是為設(shè)備故障檢修服務(wù)的，專家通過完善數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)可以幫助系統(tǒng)提高檢修效率，提高對設(shè)備故障判斷的準(zhǔn)確度。通過數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)判斷設(shè)備的故障程度，輕度的話可以進(jìn)行自檢自修，重度的話就需要停止運(yùn)行系統(tǒng)的方式來保護(hù)設(shè)備不受到更大的損壞。

6.2 智能診斷系統(tǒng)

智能診斷系統(tǒng)對于設(shè)備故障檢修的作用就好比殺毒軟件對于電腦系統(tǒng)的作用，都可以對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自檢，智能分析異常部位和原因，通過智能分析，找到痛點(diǎn)，為檢修做準(zhǔn)備。智能診斷系統(tǒng)可以針對產(chǎn)生故障的位置，進(jìn)行原因分析，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)收集故障信息，進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)，并且生成維護(hù)報(bào)告，為之后的故障經(jīng)驗(yàn)積累奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，促進(jìn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的全面發(fā)展，也為煉鋼設(shè)備故障積累經(jīng)驗(yàn)，提高下次解決問題的效率。

6.3 旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備故障樣本分布

技術(shù)的發(fā)展和成熟是在數(shù)據(jù)收集積累的過程中不斷實(shí)現(xiàn)的，要想促進(jìn)旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)的發(fā)展和成熟，就必須不斷收集分析設(shè)備故障信息，常見的設(shè)備故障主要有軸斷裂、油膜失穩(wěn)、轉(zhuǎn)子磨損等現(xiàn)象，工作人員可以日常生產(chǎn)過程中建立完善故障數(shù)據(jù)信息庫，為故障診斷和檢修積累數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。工作人員對于設(shè)備的監(jiān)測和檢修機(jī)制可以憑借數(shù)據(jù)庫信息，結(jié)合智能故障診斷技術(shù)，添加故障預(yù)警系統(tǒng)，這樣就可以有效發(fā)現(xiàn)并且解決故障。煉鋼設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)在不斷發(fā)展，為了可以跟上設(shè)備發(fā)展的步伐，旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)也要不斷發(fā)展，提高故障診斷的精確度，保證生產(chǎn)線穩(wěn)定生產(chǎn)，促進(jìn)煉鋼廠的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

7 結(jié)論

面對鋼鐵市場的巨大需求，煉鋼廠必須保證生產(chǎn)量，在確保生產(chǎn)量的同時(shí)加強(qiáng)對煉鋼設(shè)備的重視程度，改變傳統(tǒng)設(shè)備檢測和維修的習(xí)慣，及時(shí)對設(shè)備進(jìn)行檢測，避免設(shè)備故障產(chǎn)生，造成企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。在信息化時(shí)代的背景下，煉鋼企業(yè)需要加強(qiáng)信息化科學(xué)技術(shù)和設(shè)備檢修的結(jié)合，利用新技術(shù)完成設(shè)備自檢和維修。企業(yè)需要積極引入旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷技術(shù)，并且大力推行這項(xiàng)技術(shù)，利用專家和企業(yè)內(nèi)專業(yè)員工的知識和技術(shù)加強(qiáng)企業(yè)設(shè)備故障信息庫，為智能故障處理系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)，添加自動預(yù)警系統(tǒng)，幫助企業(yè)員工及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的異常和問題，及時(shí)解決設(shè)備故障，保障企業(yè)日常生產(chǎn)活動，促進(jìn)新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化率，完成鋼鐵的現(xiàn)代化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型。