軋鋼故障診斷中數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用范文

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摘要:隨著我國科技的快速發(fā)展，軋鋼設(shè)備的故障診斷與維修也進入了數(shù)據(jù)時代，通過采用紅外測溫技術(shù)及振動檢測技術(shù)對軋鋼設(shè)備進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，可以及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，從而避免重大損失。振動檢測方法基于振動的廣泛性及參數(shù)的多維性，其利用數(shù)據(jù)模型對監(jiān)測曲線作對比分析，可直觀地發(fā)現(xiàn)故障所在，從而使設(shè)備的維護更加便捷。

關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)監(jiān)測;軋鋼設(shè)備;故障;診斷

引言

軋鋼機械設(shè)備作為軋鋼廠的主要設(shè)備，是一種旋轉(zhuǎn)式的大型設(shè)備。在長期的實踐中發(fā)現(xiàn)，軋鋼機械設(shè)備一旦出現(xiàn)異常的振動及噪聲，往往會引起故障的出現(xiàn)。所以要想對軋鋼設(shè)備的故障進行提前預(yù)警，就需要對軋鋼設(shè)備的重要位置進行異常檢測，以此避免出現(xiàn)重大損失。用數(shù)據(jù)檢測設(shè)備對軋鋼設(shè)備進行監(jiān)測，可以發(fā)現(xiàn)機械振動、噪聲的常規(guī)規(guī)律，進而找出對應(yīng)的設(shè)備故障。通過檢測的數(shù)據(jù)參數(shù)，可以在設(shè)備運行中進行實時監(jiān)測，便于在早期發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常與后期對故障進行排除，保證軋鋼設(shè)備的穩(wěn)定運行。

1軋鋼設(shè)備構(gòu)成

由于功能和結(jié)構(gòu)限制，軋鋼機械設(shè)備一般由輔助設(shè)備與主要設(shè)備組成。軋鋼機就是主要設(shè)備，它要保證鋼材在軋輥之間產(chǎn)生固定的形變。除了軋鋼機之外其他設(shè)備都可歸為輔助設(shè)備，輔助設(shè)備可以調(diào)節(jié)軋鋼機的性能，使軋制的鋼材性能更加穩(wěn)定，生產(chǎn)效率更高。軋鋼機包含了減速機、轉(zhuǎn)軸組件、齒輪組與工作機座等部分，其中轉(zhuǎn)軸是軋鋼機的核心部件，主要由旋轉(zhuǎn)軸、齒輪傳動元件、聯(lián)軸器與滾動軸承等構(gòu)成。軋鋼機目前在半連軋與連軋生產(chǎn)線使用較為普遍，它們的加工精度較高，操作或維修時對工人的要求也較高。為了方便對軋鋼機進行檢修與維護，對設(shè)備的關(guān)鍵位置進行動態(tài)監(jiān)測顯得尤為重要，檢修人員通過相關(guān)數(shù)據(jù)變化，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，有針對性地對設(shè)備進行維修。

2引起軋鋼機械設(shè)備故障的原因結(jié)合生產(chǎn)實際情況，國內(nèi)軋鋼機械設(shè)備的故障

多是由于車間的設(shè)備管理不當引起的，也就是說管理上的缺陷引發(fā)了設(shè)備故障。國內(nèi)大部分軋鋼企業(yè)多是一味地追求產(chǎn)量，在生產(chǎn)效率提高的同時，設(shè)備的保養(yǎng)與維護往往沒有及時跟上。長此以往，軋鋼機械設(shè)備的性能會下降，設(shè)備穩(wěn)定性也會大大降低。這樣就造成了機器設(shè)備故障的出現(xiàn)，使軋鋼效率大大降低，給鋼材加工企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失。目前，河冶科技使用的開坯機為三輥橫列式軋機，拆裝方便，上下壓下調(diào)整。圖1為其示意圖。

3軋鋼機械設(shè)備故障的檢測手段

由于設(shè)備管理方面存在漏洞，軋鋼設(shè)備難免會出現(xiàn)各種故障，加之設(shè)備保養(yǎng)與維護欠缺，給設(shè)備故障的檢測與診斷帶來了很大困難。結(jié)合生產(chǎn)實際情況，目前國內(nèi)常采用紅外測溫技術(shù)或振動檢測技術(shù)對軋鋼機械設(shè)備進行故障檢測。本文重點針對振動檢測技術(shù)的數(shù)據(jù)檢測方式進行了研究。

3．1紅外測溫檢測技術(shù)紅外測溫檢測技術(shù)充分利用紅外線對溫度的識別功能，在設(shè)備的運行中可以實現(xiàn)對設(shè)備全方位的溫度檢測，通過各個位置的溫度變化狀況，對機械設(shè)備進行分析、判斷，并以此判定軋鋼機械設(shè)備的運行情況或故障所在。此檢測技術(shù)的主要原理是，當機械部分磨損過大、元件損壞時會引起設(shè)備局部溫度的升高，這些部位的溫度變化極易被紅外測溫元件捕捉到，進而實現(xiàn)對溫度參數(shù)和設(shè)備運行狀況的分析。但是該紅外測溫技術(shù)要求傳感器具備優(yōu)良的溫度檢測性能，以實現(xiàn)對遠距離設(shè)備的檢測，通過連接計算機還可以實現(xiàn)對機械設(shè)備的實時監(jiān)控。目前，我公司使用人工紅外測溫檢測，以及電機內(nèi)部轉(zhuǎn)動溫度監(jiān)控系統(tǒng)在PLC內(nèi)形成雙向控制，PLC溫度報警后，檢修人員使用紅外測溫儀對異常部位進行校準，判定外部異常受損部位的故障點。

3．2振動檢測技術(shù)該技術(shù)主要的檢測數(shù)據(jù)是機械設(shè)備的振動參數(shù)與振動規(guī)律，通過對相關(guān)參數(shù)的分析研究及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運行狀況與故障的發(fā)生位置。該方法由于準確性較高，使用較為普遍，檢測時基于振動的廣泛性與參數(shù)的多維性，可以大幅降低檢測成本，而且檢測過程不會對資源造成浪費，可以實現(xiàn)在線的實時監(jiān)測。機械設(shè)備的運行必定伴隨著振動，因此在軋鋼機械設(shè)備運行過程中，利用振動檢測技術(shù)可以對其速度、位移或加速度進行監(jiān)測，進而通過其振動曲線特征分析設(shè)備是否存在異常。圖2為常見的振動概率密度分布圖。概率密度分布圖中的峰值部分很可能就存在設(shè)備異常或設(shè)備故障。在實際的測量中往往選擇一個關(guān)鍵點，通過對關(guān)鍵點的振動進行分析，縮小檢測范圍，降低檢測成本。關(guān)鍵點常選擇那些靠近核心位置或容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的位置，這樣就可以大大提高檢測的效率。振動檢測技術(shù)可以將機械設(shè)備的運行狀態(tài)放大，經(jīng)過檢測部分的濾波處理，再進行模擬信號到數(shù)字量的轉(zhuǎn)化，然后在數(shù)據(jù)控制中心對數(shù)據(jù)進行多角度、多維度的處理分析，準確發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題所在。常見的分析模型有時域、頻域與幅值等，利用這些科學(xué)的對比模型，可以創(chuàng)建出一個個振動曲線，通過對圖譜與曲線的分析就可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運行狀態(tài)，進而采取相應(yīng)的措施進行補救。振動檢測技術(shù)直觀形象、操作方便、準確性高。

4振動數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

工作狀態(tài)下，軋鋼機械設(shè)備往往是非連續(xù)的對鋼材進行軋制，而且設(shè)備轉(zhuǎn)速不固定，設(shè)備運行功率更是處于負載到空載的波動循環(huán)過程中，所以軋鋼設(shè)備的各個環(huán)節(jié)都很容易出現(xiàn)故障，對機械設(shè)備進行準確的找點監(jiān)測可以提高振動數(shù)據(jù)監(jiān)測的效率。數(shù)據(jù)監(jiān)測的關(guān)鍵就是選擇合理的檢測設(shè)備、監(jiān)測點與監(jiān)測時間。要保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性與準確性，則要求數(shù)據(jù)的檢測滿足:機械設(shè)備處于相同的運行狀態(tài)，檢測儀器、檢測參數(shù)、檢測方法與選取的測量點都要固定。其中，測量點的選取位置與固定測量是數(shù)據(jù)檢測的核心環(huán)節(jié)。

4．1數(shù)據(jù)監(jiān)測的方法巡檢儀與智能軸承檢測儀是常見的檢測設(shè)備，可以實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境，比如軋鋼設(shè)備的重點位置的檢測。測量點的選擇是首要考慮因素，確定監(jiān)測點之后要對其進行處理，以提高數(shù)據(jù)測量的準確性;將定期采集的數(shù)據(jù)進行處理，繪制振動曲線，通過曲線實時觀察設(shè)備的振動情況。當振動曲線出現(xiàn)異常，幅值會一直升高或突變，該監(jiān)測點就需要引起注意，設(shè)備運行可能出現(xiàn)故障或存在故障隱患。

4．2監(jiān)測點的選取及故障分析軋鋼設(shè)備的監(jiān)測點應(yīng)選取軸承承載位置，而且監(jiān)測點與軸承之間的信號路徑應(yīng)盡量縮小，才能保證數(shù)據(jù)的準確性，數(shù)據(jù)采集也只能體現(xiàn)出一個工作界面的參數(shù)。軋鋼設(shè)備機械傳動部分見圖3。圖3機械傳動部分Fig．3Mechanicaltransmissionpart軋鋼機械設(shè)備由于振動性質(zhì)與轉(zhuǎn)子類型的差異，出現(xiàn)故障時往往是由于轉(zhuǎn)子定位出現(xiàn)偏移、轉(zhuǎn)子運行不平穩(wěn)、基座裝配不牢固、轉(zhuǎn)子與定子之間摩擦變大或齒輪結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常等情況。因此，在實際的數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中，要全面掌握軋鋼設(shè)備的運行情況，只需檢測其振動強度(振動速度均方根，單位為mm/s)。通過對比振動值與監(jiān)測數(shù)據(jù)的差異，就可以確定故障的位置與故障發(fā)生的原因。此外，軋鋼機械設(shè)備的轉(zhuǎn)速，型號與基座強度都會影響振動的強度，此時設(shè)備的定位差異與固定位置的松動都會引起振動強度過大。監(jiān)測點選取的準確性越高，數(shù)據(jù)檢測的準確度就越大。一般來說，要找出軋鋼機械設(shè)備的故障所在，往往要綜合考慮水平、縱向與軸向三個位置的檢測數(shù)據(jù)。水平方向的檢測數(shù)據(jù)可以對設(shè)備運行中的平穩(wěn)性進行評估;縱向的檢測數(shù)據(jù)可以對軋鋼設(shè)備的結(jié)構(gòu)強度現(xiàn)狀進行分析;軸向檢測數(shù)據(jù)可以很好地反映出軸的彎曲性、耦合性與中心定位的準確性。隨著信息技術(shù)與傳感技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)檢測的自動化與智能化也很快即將實現(xiàn)。

5結(jié)語

軋鋼機械設(shè)備的故障檢測、診斷與維修是設(shè)備穩(wěn)定運行的前提，通過不斷地使用新的檢測技術(shù)與儀器，可以提高軋鋼設(shè)備故障監(jiān)測的準確性，保證鋼材加工企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)。

參考文獻

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作者：王春燕 張旺 高二慶 單位：河冶科技股份有限公司