刘建业

摘要：近年来，我国的钢铁行业的发展迅速，冶炼技术作为我国重工业发展的重要支柱，不仅是其他行业发展的重要基础，也是我国经济发展的重要推力。在我国的重工业钢铁冶炼技术中，冶炼的机械设备是非常重要的。如果设备出现故障不仅会影响整个工业生产链，还会对企业造成严重的经济损失。本文主要以钢铁冶炼机械设备故障的诊断作为研究的主线，结合实际情况对机械故障进行诊断性分析，旨在为有关技术人员提供参考借鉴。

关键词：钢铁冶炼;机械设备故障诊断;处理措施

引言

炼铁、炼钢、热轧、冷轧是钢铁冶炼的四个基本环节，而每一个环节所涉及到的相关机械设备都存在在差异，但是设备之间联系密切，倘若一个机械设备发生故障或者生产工序出现问题，则意味着钢铁冶炼生产将无法继续开展，并且可能会给钢铁企业带来巨大的经济损失。因此，为了能够最大限度保障钢铁冶炼能够有序开展，相关技术人员必须做好钢铁冶炼机械设备故障诊断工作，并对故障采取科学处理措施，使其机械设备能够尽快恢复工作。

1机械设备故障维修的发展现状及其重要性

1.1故障诊断维修技术发展现状

机械设备故障诊断全称为机械状态监测与故障诊断。顾名思义主要是指对于设备的故障的诊断是从运行状态的监测，再到设备故障的分析诊断和修理。机械设备的故障诊断是一个交叉性很强的综合性技术手段，它不仅需要技术人员有着扎实的理论基础，还要有高超的诊断及维修技术。近年来，随着我国科教兴国政策的实施，我国的机械故障诊断技术产生了质的飞跃。

1.2机械设备故障维修的重要性

随着机器大生产时代的到来，流水化机器生产已经成为整个生产的主旋律。机械化流水作业不仅能提高企业生产的效率，还能解放一部分劳动力，为企业创造更多的经济效益。因此在企业生产过程中，做好机械设备故障诊断工作是非常重要的。一旦在生产的过程中出现机械故障，不仅会降低企业的生产效率，增加企业的生产成本，还会影响企业未来的发展。因此，做好机械设备故障诊断工作是非常重要的。

2钢铁冶炼机械设备故障诊断方法介绍

2.1系统数学模型

钢铁冶炼机械设备一旦投入生产之后，机械设备将进入高强度工作状态之中，因此，容易出现一些故障，如果不及时进行处理将会影响到整个生产效率与质量。在针对机械设备故障时，常常会用到系统数学模型诊断方法，通过建立数学模型，并与机械操作系统相融合，然后通过参数模型估计技术、等价空间方程技术、Kalman滤波器、Luenberger观测器等等比较先进的工艺技术，对钢铁冶炼机械设备的故障进行诊断与分析，该诊断与分析流程主要包括“故障监控、故障诊断、故障分析、故障修复”等等。所以，在对故障诊断的过程中，对于数学模型的构建具有比较高的要求，倘若在精度上未能达标，那么则会影响到诊断的准确性。

2.2信号处理

钢铁冶炼机械设备在实际运行中会有对应的信号显示，而信号处理诊断方法则是以判断机械设备对应信号是否存在异常为基础，从而明确机械设备所产生的信号是否符合正常标准，倘若出现异常信号或者故障类特征等等，则可以确定钢铁冶炼机械设备所出现的故障类型。比如，在钢铁冶炼的过程中，机械设备中设置了对应的速度传感器、温度传感器，并分别负责接收机械设备的速度信号与温度信号。通过信号处理诊断方法，能够对机械设备速度信号、温度信号进行诊断与检测，从而及时发现设备运行过程中存在的问题，及时进行处理、目前，钢铁冶炼机械设备故障信号诊断常用方法主要有：时间序列特征提取法、谱分析法、自适应信号处理法等等。信号处理诊断方法与系统数学模型诊断方法相对比，前者的适用性更强。

2.3人工智能

以智能技术、自动化技术为核心的人工智能诊断故障方法，能够对钢铁冶炼机械设备的故障实现自动化、智能化诊断，目前已经是故障诊断方法中最为重要的一种，有着良好的发展前景。人工智能诊断方法需要设置复杂的体系，同时也不需要设备构建数学模型，该方法与钢铁冶炼机械设备的操作系统能够很好的融合，能够针对各个环节进行监测与诊断，是目前效率、精准率最高的方法。人工智能故障诊断方法以人工神经网络预测体系为基础，同时融合了模糊数学理论，因此，与钢铁冶炼机械设备操作系统特别相适应。同时，该故障诊断方法设置了神经网络预测诊断系统、模糊逻辑智能诊断反映系统、专家诊断系统以及故障诊断管理系统等等。人工智能是科学研究领域非常重视的一个部分，因此，该方法还有巨大的提升空间。

3故障诊断的科学处理措施

3.1转子不平衡处理措施

转子转动质量在机械设备运行中对机械系统运行性能有着直接关联，转子不平衡主要表现在转子旋转频谱存在一定的幅值变化，若在这时进行机械设备的初步启动，振动不平衡可以从以下3个方面进行改善：①若刚性转子发生振动，需要观察并分析转子转速有没有达到临界值，要及时对转子转动速率进行测量，与标准转速进行比较;②可以通过相位分析法进行振动确定是否是基础共振引起。若这时相位与频率保持一致，就能够确定不平衡问题是由基础共振引发;若不同旋转方向上的各点振幅存在一定的相位差速，或者是低速和高速状态下转子转速较为接近，就可能是因为不平衡问题造成;③转子是否存在不对中问题是十分常见的转子故障，从平行不对中及角度不对中两个方面表现。平行不对中为两侧轴承径向振动保持在180°;角度不对中是两侧轴向振动相位差保持在180°，径向振动方向具有一致性，会引发同频振动及多倍频振动。

3.2齿轮故障处理措施

在钢铁冶炼机械设备中齿轮是至关重要的结构，与机械运转性能有着直接关联性，齿轮在具体运行中要承担振动影响，表现为谱图出现边频带，因此频谱图及波形图均能够反映齿轮的具体振动情况，时域处理法应用中需要确定振动加速度等多种条件，与此同时要尽可能降低其它噪声的干扰。当前对于机械设备齿轮故障处理措施来说，包含了时域诊断法以及频率诊断法2种：①时域诊断法，理论上来说是借助频谱图及波形图对物理振动进行描述，因此可以通过频谱对设备故障进行诊断之外，还能够借助时域对设备故障进行分析;②频率诊断法，该方法对频谱进行分析实现齿轮故障的識别，齿轮正常运作中齿轮相互交错会传递动力，因此齿数数目变化会造成齿轮啮合部位发生相应的改变。若将齿轮比作弹簧，荷载力变化会引起其刚度的变化，呈现出一种周期性的变化，很大程度上能够促进振动的变化，因此振动与齿轮工作状态是否正常没有关系，这时齿轮若出现故障会引发信号的变化，由图谱边频带具体表现。

结语

综上所述，在实际的钢铁冶炼中机械设备会经常发生故障，建立现代化的故障诊断系统是非常有必要的。通过对机械内部的运转状况进行实时的监测，不仅能够帮助企业做好事故预防，还能提高生产效率，为企业创造更多的经济价值。

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