摘 要 隨著我國鋼鐵冶金生產(chǎn)技術(shù)的更新，精細(xì)化、規(guī)模化與流水化的鋼鐵冶煉，成為鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)與建設(shè)的主要標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前在一系列冶金生產(chǎn)的過程中，需要用到主軋機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、汽輪機(jī)等多種機(jī)械設(shè)備。本文主要探討冶金機(jī)械設(shè)備的故障診斷與檢測，通過分析各生產(chǎn)工序中存在的設(shè)備或零件故障，提出計算機(jī)在線檢測系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的策略。

關(guān)鍵詞 鋼鐵冶煉;冶金機(jī)械設(shè)備;故障診斷與檢測;研究

前言

鋼鐵冶金生產(chǎn)包含多種制作流程，而鋼鐵冶煉、熱軋和冷軋等工序，則需要不同機(jī)械設(shè)備的參與。本文針對機(jī)械振動所引起的機(jī)器磨損或設(shè)備故障，展開冶金機(jī)械設(shè)備故障性質(zhì)、劣化程度的研究，并給出相應(yīng)的故障處理方案。

1 冶金機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)運營中常見的故障問題

在冶金機(jī)械設(shè)備或零部件的故障分析中，主要對各生產(chǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)子、齒輪、滾動軸承和軋機(jī)減速機(jī)等進(jìn)行研究，具體包含以下幾方面內(nèi)容：

（1）轉(zhuǎn)子不平衡故障。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子為壓縮機(jī)、通風(fēng)機(jī)和汽輪機(jī)中的重要部件，其在長時間使用過程中，容易受到自身材料質(zhì)量、機(jī)械加工與裝配技術(shù)的影響，而發(fā)生磨損、變形、結(jié)垢或零部件掉落的問題。在對轉(zhuǎn)子設(shè)備進(jìn)行故障檢測時，通常會利用計算機(jī)軟件的頻譜圖，來對轉(zhuǎn)子振動頻譜、波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出設(shè)備產(chǎn)生異常振動的主要原因，并針對不同故障進(jìn)行問題解決。

（2）齒輪故障分析。齒輪為冶金生產(chǎn)中磨損最嚴(yán)重的零部件之一，齒輪與金屬面之間的長時間摩擦，其輪廓會逐漸發(fā)生嚴(yán)重變形，齒輪與穩(wěn)定性也會出現(xiàn)嚴(yán)重下降。另外不同齒輪間間隙過大或過小、齒輪溫度過高等，是導(dǎo)致大小齒輪高溫膠合的主要原因，也就是兩齒輪黏合在一起無法正常工作。再加上粉塵或異物進(jìn)入齒輪內(nèi)部，以及齒輪潤滑液的使用不當(dāng)，都會引起齒輪磨損或破壞。而對于齒輪故障的檢測分析，也通常利用齒輪工作中的振動頻譜圖，進(jìn)行齒輪振動加速度、頻譜波形的研究。

（3）滾動軸承故障。滾動軸承是冶煉機(jī)械設(shè)備中的旋轉(zhuǎn)連接部件，主要功能為支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)、降低運動摩擦。當(dāng)前鋼鐵冶金生產(chǎn)出現(xiàn)的滾動軸承故障，包括軸承與軸心內(nèi)徑打滑、軸承內(nèi)圈或外圈開裂，以及軸承發(fā)熱變形、磨損腐蝕等問題。所以針對軸承運動所產(chǎn)生的振動磨損，可以借助于脈沖信號接收法、諧振信號接收法等，對軸承裂痕、腐蝕的脈沖信號進(jìn)行分析，比較軸承固有振動頻率、故障頻率之間的差別，來完成軸承缺陷或故障的檢測工作[1]。

2 運用計算機(jī)振動檢測系統(tǒng)進(jìn)行冶金機(jī)械設(shè)備的故障診斷

本文主要對各冶金設(shè)備機(jī)械振動的信號進(jìn)行采集，測量與分析不同機(jī)械零部件的磨損、劣化程度。根據(jù)不同冶金設(shè)備、機(jī)械零部件存在的振動規(guī)律差異，將其分為規(guī)律性振動、隨機(jī)振動兩類，其中隨機(jī)振動不能使用數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行計算，需要對振動頻率、振動周期或?qū)捳l帶的檢測，來得出各機(jī)械設(shè)備的運行狀態(tài)與故障問題。

計算機(jī)冶金機(jī)械設(shè)備故障診斷與檢測系統(tǒng)，通常包含分散式振動檢測儀、測振傳感器、數(shù)據(jù)采集器和人機(jī)交互界面等結(jié)構(gòu)。而在進(jìn)行冶金設(shè)備故障監(jiān)測的過程中，其主要通過測振傳感器，將檢測到的振動信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，振動信號被轉(zhuǎn)換為20mA以內(nèi)的電流信號，并傳送至數(shù)據(jù)采集器。之后振動數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)入計算機(jī)，由計算機(jī)對振動波形（振動位移、振動加速度、振動頻率）等進(jìn)行分析，得出較為客觀的波形數(shù)據(jù)處理結(jié)果。最后，由計算機(jī)對故障診斷數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼操作，存儲在標(biāo)準(zhǔn)波形數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行管理。在經(jīng)過專家對冶金機(jī)械運行情況及故障數(shù)據(jù)分析后，提出相應(yīng)的機(jī)械保護(hù)與故障處理建議[2]。

3 冶金機(jī)械設(shè)備故障檢測與處理方案研究

多數(shù)冶金機(jī)械設(shè)備在鋼鐵生產(chǎn)的過程中，都會由于自身固有頻率、外力頻率的影響，而發(fā)生生產(chǎn)設(shè)備或零部件的復(fù)雜振動。這一復(fù)雜振動既有受迫振動也有阻尼振動，受迫振動要考慮零件本身的振動幅值、振動周期，還要對外力作用下的位移、加速度變化進(jìn)行研究，才能總結(jié)出最終的故障處理方案。例如：對于以上轉(zhuǎn)子、齒輪、滾動軸承或軋機(jī)減速機(jī)的故障檢測，應(yīng)利用測振傳感器，搜集各冶金機(jī)械部件的規(guī)律性振動，從振動頻譜的幅值來判斷故障原因及運轉(zhuǎn)情況。根據(jù)振動產(chǎn)生的強(qiáng)脈沖信號、諧振信號，來對冶金設(shè)備運轉(zhuǎn)中的齒輪、軸承的工作狀態(tài)作出判斷。此外，針對外力影響下的設(shè)備故障，可以通過傾聽不規(guī)則的振動聲音，進(jìn)行冶金機(jī)械設(shè)備載荷、故障的分析，并對設(shè)備進(jìn)行清潔除垢、零件更換、磨損潤滑和定期檢修處理[3]。

4 結(jié)束語

冶金設(shè)備在鋼鐵生產(chǎn)過程中，所出現(xiàn)的一系列磨損、變形、結(jié)垢或零部件掉落等故障，主要是由于機(jī)械振動的加劇而產(chǎn)生。因此現(xiàn)階段對于鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備的故障診斷，通常會根據(jù)某一設(shè)備的振動情況，來判斷該機(jī)械設(shè)備是否出現(xiàn)故障或存在隱患。通過對于冶金機(jī)械設(shè)備的故障診斷與分析，可以有效避免生產(chǎn)過程中的設(shè)備或零件故障，保證企業(yè)生產(chǎn)工序的正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 鞠艷春.探究工業(yè)建筑工程冶金機(jī)械設(shè)備安裝施工[J].中外企業(yè)家，2018，（01）：209.

[2] 徐勤慶，吳世圣，趙方新，等.冶金機(jī)械設(shè)備安裝的關(guān)鍵問題分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，（07）：20.

[3] 郭莉莉.冶金機(jī)械設(shè)備安裝運行故障診斷方法[J].世界有色金屬，2018，（12）：29.

作者簡介

許偉陽（1988-），男，福建泉州人;學(xué)歷：碩士，專利審查員，現(xiàn)就職單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，研究方向：冶金連鑄。