周金雷

摘　要：隨著社會(huì)工業(yè)化的發(fā)展，鋼鐵行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，冶煉機(jī)械設(shè)備得到了大量應(yīng)用。與此同時(shí)，鋼鐵冶煉機(jī)械在使用的過(guò)程很容易產(chǎn)生故障問(wèn)題，影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。文章從鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)入手，探討了其具體的處理對(duì)策，以期進(jìn)一步促進(jìn)鋼鐵行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鋼鐵冶煉；機(jī)械設(shè)備；故障診斷；故障處理

冶煉機(jī)械設(shè)備作為鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)重要的組成部分，其直接關(guān)乎鋼鐵冶煉生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。特別隨著全面深化改革的開(kāi)展，為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化建設(shè)，增加企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效益，就必須要加快鋼鐵行業(yè)向節(jié)能減排和效率化方向發(fā)展。但是這均需要以冶煉機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量為保證，所以對(duì)于其故障診斷技術(shù)和處理對(duì)策進(jìn)行探究具有重要意義。

1　鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方法分析

1.1 基于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的故障診斷法

該種故障診斷法主要是以數(shù)學(xué)模型為診斷計(jì)算基礎(chǔ)，充分結(jié)合鋼鐵冶煉的相關(guān)理論和原理，采用Kalman濾波器、Luenberger觀測(cè)器、參數(shù)模型估計(jì)技術(shù)以及等價(jià)空間方程等多種先進(jìn)工藝來(lái)開(kāi)展的故障診斷分析工作。在該種故障診斷法應(yīng)用的過(guò)程中，其需要結(jié)合整個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行操作，以便形成一個(gè)集合系統(tǒng)修復(fù)、運(yùn)行監(jiān)控以及故障診斷為一體的流程。但是該種診斷法對(duì)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建的精確度具有較高要求，否則會(huì)對(duì)實(shí)際的診斷結(jié)果精確度產(chǎn)生不利影響。

1.2 基于信號(hào)處理的故障診斷法

顧名思義，該種故障處理法就是通過(guò)處理和分析冶煉機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的特定信號(hào)信息，以便對(duì)其具體的特點(diǎn)以及異常信號(hào)等進(jìn)行合理判斷，從而得出故障的具體類(lèi)型。比如，在鋼鐵冶煉機(jī)械中，其溫度和速度傳感器分別負(fù)責(zé)接收溫度信號(hào)和速度信號(hào)，而通過(guò)對(duì)相應(yīng)的溫度信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)該設(shè)備是否存在故障問(wèn)題。目前，自適應(yīng)信號(hào)處理法、時(shí)間序列特征提取法以及譜分析法等均是常用的故障信號(hào)診斷法。而與數(shù)學(xué)模型法相比，該種故障診斷法具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，并且不會(huì)依賴(lài)于建立數(shù)學(xué)模型。

1.3 基于人工智能的故障診斷法

隨著智能化和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，基于人工智能的故障診斷法逐漸成為鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備的故障診斷方法，并取得了顯著成效。該種故障診斷法既不需要構(gòu)建設(shè)備運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型，也不需要設(shè)定復(fù)雜體系，并且實(shí)際的診斷精度和效率也比較高，是當(dāng)前一種主流故障診斷法，具體是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)等基本理論，尤其適用于大型機(jī)械設(shè)備的故障檢測(cè)中。此外，該種故障診斷法主要是由模糊邏輯智能診斷系統(tǒng)、故障管理診斷系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)診斷系統(tǒng)和專(zhuān)家智能診斷系統(tǒng)等所共同構(gòu)成。鑒于當(dāng)前人工智能是重要的科研領(lǐng)域，所以該種故障檢測(cè)法在現(xiàn)階段及未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)均可以得到廣泛推廣和普及。

1.4 其他故障診斷法

除了上述幾種常用的冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷法之外，還存在一些富有特色的故障診斷法，具體主要包括灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)診斷法、設(shè)備運(yùn)行模式診斷法等。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推廣，也出現(xiàn)了多種故障診斷法的耦合方法。

2　鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障處理對(duì)策分析

2.1 轉(zhuǎn)子不平衡故障處理對(duì)策

在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量直接關(guān)乎機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行性能。而轉(zhuǎn)子不平衡故障具體表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的頻譜圖上存在幅值變化，此時(shí)如果初步啟動(dòng)機(jī)械設(shè)備，相應(yīng)的振動(dòng)不平衡問(wèn)題可以從以下幾個(gè)方面來(lái)著手：其一，如果剛性轉(zhuǎn)子出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題，那么需要考慮轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否已經(jīng)達(dá)到了臨界值，此時(shí)需要測(cè)量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)速率，并對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速來(lái)進(jìn)行確定；其二，要區(qū)分振動(dòng)是否是由基礎(chǔ)共振所引起的，具體需要借助相位分析來(lái)進(jìn)行確定。如果此時(shí)的頻率和相位保持一致，那么就是基礎(chǔ)共振引發(fā)的不平衡問(wèn)題。而當(dāng)不同旋轉(zhuǎn)方向上各點(diǎn)的振幅存在相位差速，或者高速和低速狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比較相近，那么就很可能是由于不平衡問(wèn)題所引發(fā)的；其三，轉(zhuǎn)子是否存在不對(duì)中問(wèn)題，這也是常見(jiàn)的轉(zhuǎn)子故障，具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面，即：角度不對(duì)中和平行不對(duì)中。其中的角度不對(duì)中問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩側(cè)軸向的振動(dòng)相位差維持在180°，并且徑向振動(dòng)方向保持一致，會(huì)引發(fā)多倍頻振動(dòng)或者同頻振動(dòng)。而平行不對(duì)中則主要表現(xiàn)為兩側(cè)軸承徑向振動(dòng)則維持在180°。

2.2 齒輪故障處理對(duì)策

齒輪是鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備中的重要結(jié)構(gòu)，其直接關(guān)乎著機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)性能。但是在運(yùn)行的過(guò)程中，相應(yīng)的齒輪均需要承受振動(dòng)影響，具體表現(xiàn)在譜圖上面出現(xiàn)邊頻帶，所以波形圖或者頻譜圖二者均可以在一定程度上反映齒輪振動(dòng)的情況，但是在采用時(shí)域處理法而言，需要對(duì)振動(dòng)加速度等條件進(jìn)行確定，并要盡量減少其他噪聲的干擾。目前，?對(duì)鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備齒輪故障的處理對(duì)策而言，