孫悅鵬

（山東壽光巨能特鋼有限公司，山東 壽光 262700）

現(xiàn)代化社會背景下，人們對于高效率的追求逐漸增加，企業(yè)中的各種生產(chǎn)機械設(shè)備普遍處于長時間高強度運行當中，為此也增加了設(shè)備運行故障發(fā)生幾率，而單純通過人工操作無法有效發(fā)現(xiàn)其中的各種故障隱患，因此進一步誕生了適用于冶金機電設(shè)備的相關(guān)檢測技術(shù)，能夠針對設(shè)備隱患提供合理警示，而通過應(yīng)用該種技術(shù)，還可以進一步降低機械事故幾率，縮減設(shè)備維護成本。

1 冶金機電設(shè)備振動的危害性分析

冶金機電設(shè)備存在較高危害性，風機便屬于其中代表，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗進行分析可以發(fā)現(xiàn)，多方面原因均可能導致風機出現(xiàn)有害振動，如不滿足質(zhì)量要求的軸承、安裝精度不達標的軸承、風機動平衡問題、聯(lián)軸器安裝不合理等。不滿足質(zhì)量要求的軸承很容易導致表面損壞，有害振動會因此形成。安裝精度不達標的軸承會導致逐漸加大的風機運行負荷產(chǎn)生，有害振動會因此加劇。風機動平衡問題源于現(xiàn)場動平衡校正的缺失，不均勻葉輪磨損很容易因此出現(xiàn)，同時會導致表面不均勻積灰、葉輪零件松動。為控制冶金機電設(shè)備振動的危害性，安裝前的檢查、摩擦碰撞的消除、現(xiàn)場動平衡校正均屬于常用措施，安裝前的檢查需結(jié)合冶金機電設(shè)備初始振動情況，針對性控制和預防可能出現(xiàn)問題的部分，如安裝風機前全面嚴格檢查軸承質(zhì)量與主軸精度，同時做好對軸承各部位配合度、軸承主軸同心情況、軸承游隙的檢查，安裝問題引發(fā)的冶金機電設(shè)備振動危害能夠有效預防。摩擦碰撞的消除需聚焦密封裝置安裝精度，安裝調(diào)試過程中需要嚴格檢測和分析聲音、溫度、振動值等參數(shù)信息，輔以高水平的現(xiàn)場動平衡校正，即可經(jīng)濟、快速解決不平衡問題。為從根本上將冶金機電設(shè)備振動的危害降到最低，冶金設(shè)備在線振動監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)和引進極為關(guān)鍵，這正是本文研究的核心所在。

2 振動監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和操作原理

2.1 基礎(chǔ)硬件

冶金機電設(shè)備為目標的監(jiān)控系統(tǒng)當中，振動監(jiān)測技術(shù)屬于其中的核心技術(shù)，主要可以體現(xiàn)為在監(jiān)測點在冶金機電設(shè)備中的具體設(shè)置，同時也可以當成傳感器設(shè)備。冶金機電設(shè)備在正常生產(chǎn)中普遍會發(fā)生各種振動，該種狀態(tài)下，加速度傳感裝置便能夠采集對應(yīng)點位振動信息，隨后將所接收信息實施轉(zhuǎn)化處理，變成電信號，借助相應(yīng)的信息傳輸通道傳送至預處理設(shè)中。由于最初采集信息較小，其中存在各種多余信息，所以需要借助預處理環(huán)節(jié)對所采集信息實施初步過濾，放大信號。結(jié)束預處理操作后，繼續(xù)把信息傳送到轉(zhuǎn)換器內(nèi)，實施信息數(shù)模轉(zhuǎn)化，也是一種采樣任務(wù)，最后通過終端系統(tǒng)處理樣本實施計算，存儲到硬盤內(nèi)，實現(xiàn)全天候動態(tài)監(jiān)控。同時選擇有效診斷方法和技術(shù)，科學利用終端信息平臺合理分析所采集各種樣本，在樣本內(nèi)提取有效信息，準確判斷設(shè)備狀態(tài)，動態(tài)監(jiān)測設(shè)備運行故障[1]。

2.2 軟件組成

當故障監(jiān)測系統(tǒng)在實際運行中，需要選擇具備數(shù)據(jù)分析和管控功能的設(shè)備軟件，借助計算機軟件對振動信號實施準確分析和科學處理，具體涵蓋多種渠道信號、報警信息等，隨后技術(shù)人員聯(lián)系最終的結(jié)果辨別機電設(shè)備運行狀態(tài)，計算機系統(tǒng)還應(yīng)該聯(lián)系故障成因等實施故障預測以及故障隨機分析，針對機電設(shè)備運行故障實施準確診斷，優(yōu)化技術(shù)人員綜合效率。針對冶金機電設(shè)備實施現(xiàn)場檢測中，因為系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理功能較為強大，能夠針對操作過程實施動態(tài)監(jiān)控管理。而數(shù)據(jù)實時監(jiān)控主要分為三種類型數(shù)據(jù)，分別是天數(shù)據(jù)、小時數(shù)據(jù)以及分鐘信息。其中的天數(shù)據(jù)的信息儲存總和包括1024個數(shù)據(jù)信息。而小時數(shù)據(jù)主要儲存容量為2400種數(shù)據(jù)信息。分鐘數(shù)據(jù)則是在日常運維管理中按照三分鐘為基礎(chǔ)間隔采集各種基礎(chǔ)運行信息，儲存數(shù)據(jù)信息處于120小時之內(nèi)。除此之外，監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)具備信息管理模塊，可以將所采集信息全部存儲在各個檔案內(nèi)，還可以把其打印為紙質(zhì)檔案實施保存管理。

2.3 運行原理

故障診斷以及振動監(jiān)測的技術(shù)手段應(yīng)用到冶金機電設(shè)備領(lǐng)域中，整體覆蓋面相對較廣，而故障診斷以及振動監(jiān)控同樣離不開設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)。冶金機電設(shè)備在實際運行中通常會產(chǎn)生各種振動問題以及噪音，假如冶金機電設(shè)備中的某一部分產(chǎn)生故障，則所產(chǎn)生的噪音和振動狀況也會出現(xiàn)明顯變化，而該種變化相對較弱，單純通過人工操作無法準確檢測。為此需要通過專業(yè)監(jiān)測設(shè)備深入提取其中的微弱波動，把所采集信息數(shù)據(jù)直接傳輸至信息系統(tǒng)內(nèi)，通過全面整合處理操控信號，展現(xiàn)對應(yīng)圖像，技術(shù)人員可以聯(lián)系其中的圖像對設(shè)備狀況進行判斷，明確設(shè)備故障范圍[2]。

3 冶金機電設(shè)備中故障和振動檢測系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 監(jiān)測點設(shè)置

某一企業(yè)作業(yè)區(qū)在生產(chǎn)實踐中共設(shè)置一百臺設(shè)備裝置，打造出完善連續(xù)生產(chǎn)線，其中的冶金機電設(shè)備涵蓋風機、電機以及減速裝置。并在其中的關(guān)鍵設(shè)備中設(shè)置加速度傳感裝置，在減速機傳輸軸、電機驅(qū)動和非驅(qū)動端中設(shè)置各種監(jiān)控點，對各種溫度、振動信息實施合理采集，通過智能監(jiān)測裝置實施24小時連續(xù)狀態(tài)檢測，通過專家實時診斷和智能篩選報警系統(tǒng)，準確預測設(shè)備運行狀態(tài)，對故障元件實施合理定位，對故障程度變化實施準確監(jiān)控，對設(shè)備剩余應(yīng)用壽命實施合理評估，把原本的臨時維修決策和事后搶修轉(zhuǎn)化設(shè)計成預測計劃檢修，降低設(shè)備突發(fā)性停機事故。

合理加設(shè)故障診斷裝置，在設(shè)備出現(xiàn)日常運行警報后，借助電話、郵件、微信、短信等多言渠道通知遠程專家和現(xiàn)場維修人員，爭取在短時間內(nèi)和維修現(xiàn)場連通，得到診斷結(jié)論。對于各種設(shè)備可控故障，需要在四小時之內(nèi)聯(lián)系現(xiàn)場，滾動預測設(shè)備壽命，為現(xiàn)場維護檢查提供合理指導。在設(shè)備維護人員相關(guān)移動通信設(shè)備內(nèi)增加APP，參與監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)，靈活應(yīng)用不同設(shè)備管理模式，促進日常點檢和連續(xù)精密診斷融合，促進運行狀態(tài)控制和崗位點檢融合，結(jié)合專業(yè)管理與全員管理，促進設(shè)備狀態(tài)管理有序?qū)嵤?。設(shè)備預測維修屬于創(chuàng)新性擴展工作，為此需要把設(shè)備狀態(tài)和監(jiān)測人員當成主要突破口，優(yōu)化振動分析實力和管理水平，持續(xù)學習各種新型知識、技術(shù)，改善故障分析、判斷能力，優(yōu)化設(shè)備操作及時性和準確性，調(diào)整設(shè)備狀態(tài)，更好服務(wù)于設(shè)備管理維修[3]。

3.2 故障分析

當冶金機電設(shè)備在生產(chǎn)操作中發(fā)生各種故障問題后，單純依靠人工檢修方法無法將系統(tǒng)內(nèi)各個設(shè)備故障徹底排查徹底，同時傳統(tǒng)檢修方法下，專業(yè)檢修人員單純應(yīng)用各種老舊裝置深入排查系統(tǒng)設(shè)備各種故障，種種問題狀況都會對機電設(shè)備穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，但將故障診斷技術(shù)以及振動監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)設(shè)備中，能夠，便可以快速、準確挖掘出冶金機電設(shè)備中各種故障隱患，輔助專業(yè)檢修人員順利完成各項工作。振動監(jiān)測技術(shù)主要技術(shù)計算機設(shè)備內(nèi)所采集整理的頻域信號峰值以及時域信號變化規(guī)律來監(jiān)測機電設(shè)備狀態(tài)。不管設(shè)備振蕩狀況如何復雜，都可以通過計算機系統(tǒng)分解為不同頻率諧波，從各種頻率諧波層面分析，設(shè)備運行振蕩周期內(nèi)存在一種最高值，也是我們所說的幅值。把相關(guān)幅值根據(jù)運行頻率進行有序排列，最終自動生成某種頻譜圖像。專業(yè)技術(shù)檢測人員可以聯(lián)系頻譜圖像各種內(nèi)容，準確判斷設(shè)備故障。通過觀察設(shè)備狀態(tài)頻譜圖像整體振動幅度，可以發(fā)現(xiàn)隨著振動幅度提升，則機電設(shè)備所遇到的運行故障相繼擴大。

3.3 故障處理

故障診斷終端能夠聯(lián)系所采集狀態(tài)信息數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)分析，順利獲得最終分析結(jié)果，隨后把分析結(jié)果借助計算機系統(tǒng)傳輸至機電設(shè)備對應(yīng)維修人員手中，為維修人員提供有效的處理對策。隨后設(shè)備維修人員還需要聯(lián)系現(xiàn)實狀況實施機電設(shè)備檢測維修。假如維修人員針對冶金機電設(shè)備實施正常檢修中，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部元件產(chǎn)生磨損以及固定不牢松動和機電設(shè)備運行故障，則維護人員需要對相關(guān)問題實施快速處理。借助所采集到的設(shè)備頻率特性以及幅度峰值大小特征進行綜合分析判斷，輔助設(shè)備維護人員順利實施機電設(shè)備判斷和維修。

振動監(jiān)測系統(tǒng)需要在冶金機電設(shè)備中合理設(shè)置各種監(jiān)測點，全面采集設(shè)備振動信號，通過專業(yè)人員進行系統(tǒng)分析，明確設(shè)備中的故障問題點，隨后把系統(tǒng)和專業(yè)人士所得檢測結(jié)果交付給運維人員對設(shè)備實施綜合檢修。通常需要在長軸、減速箱以及核心電機中安裝振動信號檢測點。借助設(shè)備運維人員實施簡單檢測，是無法準確發(fā)現(xiàn)操作設(shè)備中各種故障隱患，且設(shè)備運維人員主要選擇常規(guī)手段檢查設(shè)備狀態(tài)，各種問題因素影響機電設(shè)備穩(wěn)定運行。在融入振動監(jiān)測手段后，可以盡快發(fā)現(xiàn)機電設(shè)備安全隱患。振動監(jiān)控手段主要通過相關(guān)信號峰值變化發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題。不論設(shè)備振蕩如何以及信號怎樣復雜，都可以進行細化分解，轉(zhuǎn)化成不同諧波振動頻率，各個頻率諧波振動擁有某種最高振動幅度，按照頻率序列排列不同幅度峰值，便可以自動形成頻譜圖像，按照該頻譜可以實現(xiàn)故障檢測目標。隨著圖像振動幅度持續(xù)擴大，證明機電設(shè)備運行隱患越加突出。

結(jié)合所采集信息可以得到有效的結(jié)果，隨后把該種分析結(jié)果交付給維護人員，聯(lián)系所得監(jiān)測結(jié)果，指導維護人員實施設(shè)備檢查維修，假如維護人員在實際檢修中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各個元件產(chǎn)生磨損和松動等問題以及設(shè)備故障，便可以通過分析幅度變化頻率和峰值變化開展設(shè)備判斷和檢修。

4 系統(tǒng)檢測效果分析

結(jié)合當下冶金機電設(shè)備領(lǐng)域的實際發(fā)展狀況分析，在不同行業(yè)處于高速發(fā)展過程中普遍應(yīng)用設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)，并在實踐運行中有效降低機電設(shè)備故障幾率，同時還可以幫助企業(yè)合理減少后期維護管理成本，擁有重要現(xiàn)實意義。當前各個冶金企業(yè)內(nèi)普遍利用先進監(jiān)測技術(shù)判斷設(shè)備振動狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)操作故障，通過科學診斷，得到準確結(jié)果，輔助運維管理人員創(chuàng)新設(shè)備維護管理，促進企業(yè)實現(xiàn)正常、有序生產(chǎn)。此外，應(yīng)用監(jiān)測控制技術(shù)，還可以幫助降低冶金機電設(shè)備中的檢修壓力和運行負擔，能夠進一步提升設(shè)備整體檢修效率。在冶金工程建設(shè)中，假如其中的機電設(shè)備產(chǎn)生異常運行問題，則技術(shù)維修人員可以借助計算機設(shè)備，對過程監(jiān)控系統(tǒng)采集的故障信息以及狀態(tài)頻譜等實施合理判斷、分析，及時發(fā)現(xiàn)科學應(yīng)對方案，促進冶金機電設(shè)備實現(xiàn)遠程診斷監(jiān)控和動態(tài)控制目標，能夠幫助運維人員第一時間發(fā)現(xiàn)并處理故障問題。

5 結(jié)語

綜上所述，以故障檢測以及振動監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)形成的機電設(shè)備運行監(jiān)測系統(tǒng)，可以幫助全面掌握機械設(shè)備現(xiàn)存狀態(tài)，對設(shè)備信號實施綜合采集、處理分析，貫徹不同階段內(nèi)設(shè)備信號強度變化，將機電設(shè)備實際狀況準確反應(yīng)出來，幫助操作人員充分掌握設(shè)備運行中各種松動和磨損現(xiàn)象，預防事故出現(xiàn)，該種技術(shù)同樣適用于軋鋼機械以及各種機電設(shè)備當中。