- 相關(guān)推薦
鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷研究論文
關(guān)鍵詞：故障診斷論文投稿,機(jī)械故障診斷論文發(fā)表
設(shè)備技術(shù)管理是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)正由生產(chǎn)型企業(yè)向生產(chǎn)經(jīng)營型企業(yè)轉(zhuǎn)變。機(jī)械設(shè)備作為鋼鐵企業(yè)最重要的生產(chǎn)工具，在生產(chǎn)經(jīng)營過程中發(fā)揮著重要的作用。加強(qiáng)設(shè)備管理，有利于企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化，使生產(chǎn)有序進(jìn)行，為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益提供充分的保證。鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程是一個封閉系統(tǒng)的模式化、流水化作業(yè)，整個生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行需要各道工序的良好銜接，如果某一道工序或者設(shè)備零件出現(xiàn)故障，那么將會導(dǎo)致整體生產(chǎn)的正常運(yùn)行，造成無法估量的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，設(shè)備的故障診斷及處理措施對工業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。鋼鐵的冶煉大致分為四個過程：煉鐵、煉鋼、熱軋、冷軋，其中每道工序都需要不同種類的設(shè)備，所以鋼鐵的冶煉對設(shè)備的故障診斷需求相比于其他的工業(yè)生產(chǎn)更加重要。
1鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷現(xiàn)狀
近年來，鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)得到了長足的進(jìn)步與發(fā)展。目前故障診斷技術(shù)水平相對較高的區(qū)域?yàn)槊绹�，不僅能夠發(fā)明出不同種型號的監(jiān)測設(shè)備，還能夠提出很多有效的監(jiān)測手段，目前已經(jīng)在發(fā)達(dá)國家得到了較為廣泛的運(yùn)用。我國的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷起步較晚，最初的設(shè)備故障診斷技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)80年代初。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)備診斷系統(tǒng)已經(jīng)成為關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行的必要軟件之一，特別是目前智能專家故障診斷技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用得相當(dāng)成熟。最為成熟的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用在大型的旋轉(zhuǎn)型機(jī)械中，目前已經(jīng)在此領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展出20多種故障診斷系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)監(jiān)測體系。設(shè)備故障診斷技術(shù)是多個學(xué)科的綜合體，需要很多學(xué)科共同交叉形成新的學(xué)科，為我國鋼鐵冶煉工業(yè)的蓬勃發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。
2鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷相關(guān)理論研究
第一，以系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方法。此方法主要以建立數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，將當(dāng)前的鋼鐵冶煉作為基本理念，運(yùn)用多種先進(jìn)的Luenberger觀測器、等價(jià)空間方程、Kalman濾波器、參數(shù)模型估計(jì)手段進(jìn)行鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備的故障診斷與分析工作。其工作時需要與整個控制系統(tǒng)相結(jié)合，最終可以形成設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、系統(tǒng)修復(fù)及重構(gòu)的故障診斷流程。但是此方法對于數(shù)學(xué)模型的精確度要求極高，由于數(shù)學(xué)模型建立時邊界條件的局限性，會忽略一些較為重要的要素。
第二，以輸出信號處理為基礎(chǔ)的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方法。利用小波分析等信號處理手段將鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備運(yùn)行期間特定的信息進(jìn)行處理，對信號的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)分析，提取異常信號，及時采取措施進(jìn)行診斷與故障處理。例如速度傳感器收集的是速度信號，溫度傳感器收集的是溫度信號，將此信號進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)溫度信號異常，則表示該設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)故障�，F(xiàn)階段運(yùn)用比較廣泛的信號處理方法還包括譜分析方法、時間序列特征提取方法、自適應(yīng)信號處理方法等。這些信號處理方法不會依靠某一數(shù)學(xué)模型，適應(yīng)能力較好。通常情況下鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷會運(yùn)用到小波變換、時間序列特征提取等手段進(jìn)行處理。
第三，以人工智能為基礎(chǔ)的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方法。隨著數(shù)學(xué)建模與信號處理方法的不斷發(fā)展，人工智能診斷成為設(shè)備故障診斷中的主流，獲得了顯著效果。人工智能診斷的優(yōu)勢在于不需要針對復(fù)雜的設(shè)備運(yùn)行體系建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，設(shè)定復(fù)雜的體系。其理論主要運(yùn)用了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測、模糊數(shù)學(xué)理論，是解決較為復(fù)雜的大型機(jī)械設(shè)備的首選檢測方法。此類智能診斷方法包括了專家智能診斷系統(tǒng)、模糊邏輯智能診斷系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測診斷系統(tǒng)、故障管理診斷系統(tǒng)等。第四，其他鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷方法。目前，除了主流的鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷以外，還發(fā)展了眾多有特色的故障診斷方式，比如設(shè)備運(yùn)行模式診斷識別方法、灰色關(guān)聯(lián)系統(tǒng)診斷識別方法等。與此同時，隨著各個方法的不斷發(fā)展，也發(fā)明了多種方法相互耦合的混合型診斷方法。
3鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)分析
應(yīng)用于鋼鐵冶煉過程中的機(jī)械設(shè)備有很多種，大多都是不同的傳動設(shè)備以及液壓設(shè)備，例如輸送裝置、檢測裝置、液壓設(shè)備、傳動設(shè)備等。機(jī)械設(shè)備的性能好壞直接影響著鋼鐵冶煉過程的效率和質(zhì)量。因此，在冶煉過程中要定期對這些設(shè)備進(jìn)行檢測、及時地維修保養(yǎng)，確保它們的工作性能，這是鋼鐵冶煉過程能否順利進(jìn)行的前提。鋼鐵冶煉的環(huán)境特殊，工作環(huán)境比較惡劣，涉及到的機(jī)械設(shè)備眾多，設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的建立是必要的，其工作原理主要是根據(jù)機(jī)械設(shè)備的振動特點(diǎn)來進(jìn)行，同時收集溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等各種參數(shù)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，通過這些詳細(xì)的數(shù)據(jù)能夠清楚分析出機(jī)械設(shè)備的工作運(yùn)行狀況以及可能會發(fā)生的故障破壞，能夠及時地做出相應(yīng)的處理對策。具體來講，此設(shè)備故障診斷系統(tǒng)的中心是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，分為獨(dú)立的采集模塊、檢測模塊以及數(shù)據(jù)處理模塊，主要過程有：
（1）通過傳感器將機(jī)械設(shè)備的工作情況信號反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括機(jī)械振動情況、工作溫度情況以及設(shè)備壓力情況等；
�。�2）提取特征信號。不同的傳感器采集到的是不同的信號數(shù)據(jù)，對應(yīng)地將信息傳遞到主機(jī)系統(tǒng)，例如速度傳感器收集的是速度信號，溫度傳感器收集的是溫度信號；
�。�3）信號處理過程。傳感器所收集到的信號要進(jìn)行相應(yīng)的提取處理；
�。�4）將提取到的信號進(jìn)行故障處理，通過數(shù)據(jù)分析對設(shè)備當(dāng)前的工作情況和工作狀態(tài)進(jìn)行分析，及時做出相應(yīng)的處理和決策。
4鋼鐵冶煉行業(yè)對于常見設(shè)備的故障處理措施
對于鋼鐵冶煉過程中常見的設(shè)備故障，大多都是通過設(shè)備的振動異常判斷處理的，一旦設(shè)備出現(xiàn)了異常振動，往往是設(shè)備發(fā)生機(jī)械故障的提示。這是必須要引起大家重視的現(xiàn)象，盡快組織相關(guān)人員對其進(jìn)行檢測檢查，發(fā)現(xiàn)問題并且及時將隱患消除，防患于未然，才能保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，否則一旦發(fā)生故障，不僅會影響到生產(chǎn)工藝，而且還會給鋼鐵冶煉過程帶來不可估量的損失，更嚴(yán)重的還有可能帶來人身傷害。依據(jù)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的不同零部件，本節(jié)主要分析了常見故障的處理方法：
第一，轉(zhuǎn)子不平衡的故障處理分析。轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中，其上面的每個質(zhì)點(diǎn)都會產(chǎn)生離心力，在不平衡的情況下，離心力是無法相互抵消的，從而導(dǎo)致離心力的不平衡，通常情況下，轉(zhuǎn)子不平衡是通過頻譜圖來顯示的。對于新設(shè)備來講，要綜合考慮不同的因素：假如出現(xiàn)異常振動的是剛性轉(zhuǎn)子，那么要明確其轉(zhuǎn)速最大值是多少，進(jìn)行轉(zhuǎn)速的對比，之后得出具體的結(jié)論。區(qū)分出相位，才能真正了解設(shè)備發(fā)生異常振動的原因，并對不同的原因做出不同的分析和解決。相位和頻率保持一致，可以判定是基礎(chǔ)共振，如果各個質(zhì)點(diǎn)的離心振幅是有差速的，那么其原因就是由于轉(zhuǎn)子的不平衡導(dǎo)致的。
第二，齒輪的故障處理分析。一般情況下采用頻域診斷和時域診斷兩種方法來對齒輪所出現(xiàn)的各種故障進(jìn)行診斷。齒輪的工作狀態(tài)決定了其齒面之間的轉(zhuǎn)動力隨著齒輪的轉(zhuǎn)動在不斷變化，很明顯其剛度也是在不斷變化的。不管齒輪是否處于正常的工作情況，其振動總是不能避免的，表現(xiàn)在譜圖上就是會出現(xiàn)邊頻帶。頻譜圖和波形圖都能夠反映出設(shè)備的振動，所以在時域中也能對其進(jìn)行分析，不過需要振動加速度等數(shù)據(jù)信息，最重要的是減少其他噪音的干擾。
第三，滾動軸承的故障處理分析。在正常工作過程中，軸承所產(chǎn)生的振動對其本身都會有所傷害，不同的部位發(fā)生損壞，發(fā)出的振動聲音是不同的，對此可以通過不同的振動聲音判斷出現(xiàn)損傷的部位，載荷不同，部位不同，測量出來的數(shù)據(jù)肯定不同，并且能為之后的測量提供良好的信息前提基礎(chǔ)。當(dāng)前主要采用的測量軸承是否出現(xiàn)故障主要有兩種途徑：
（1）脈沖信號接收法，此種方法主要是依據(jù)軸承出現(xiàn)腐蝕或者壓痕的情況下所產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)行分析。軸承表面的腐蝕或者裂痕等缺陷會使得脈沖信號產(chǎn)生不同的發(fā)射頻率，在短時間內(nèi)可以通過計(jì)算獲得。不過由于其脈沖頻率較低，很多時候依靠聽覺就可以進(jìn)行初步判斷；
（2）諧振信號接收法。此種方法主要是依據(jù)零件本身的固有頻率。任何零件都有其固有的振動頻率，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的軸承也不例外，同樣這些頻率都可以經(jīng)由儀器進(jìn)行檢測。軸承的缺陷會導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動沖擊，并且引起其他零件的振動。反映到傳感器上，被濾波器所接收，強(qiáng)振動信號可以更好地反映出軸承所出現(xiàn)的故障，給大家一個很好的警示。
5結(jié)語
上述內(nèi)容是關(guān)于鋼鐵冶煉過程中相關(guān)設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)的故障分析以及相應(yīng)的故障診斷、處理技術(shù)，通過目前的診斷技術(shù)，可以很好地對運(yùn)行中的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和故障診斷，能夠?qū)崿F(xiàn)故障預(yù)警，從而盡快組織相關(guān)人員對所發(fā)生的設(shè)備故障進(jìn)行維修，防止不必要的經(jīng)濟(jì)損失，降低安全生產(chǎn)事故的發(fā)生�？茖W(xué)技術(shù)在不斷進(jìn)步，設(shè)備診斷技術(shù)也在不斷前進(jìn)，鋼鐵冶煉行業(yè)也應(yīng)該及時引進(jìn)更前沿的技術(shù)來推動行業(yè)的發(fā)展。
【鋼鐵冶煉機(jī)械設(shè)備故障診斷研究論文】相關(guān)文章：
淺談汽車故障診斷方法的研究論文07-02
冶金機(jī)械設(shè)備安裝故障診斷方法論文07-04
人工智能電網(wǎng)故障診斷技術(shù)研究論文06-23
汽車發(fā)動機(jī)故障診斷研究的理論與方法論文07-03
機(jī)械故障診斷論文07-04
基于人工智能技術(shù)的配電網(wǎng)故障診斷研究論文07-03
鋼鐵行業(yè)企業(yè)核心競爭力培育研究論文07-03