蔡宏宇

山東萊鋼永鋒鋼鐵有限公司 山東 德州 251100

在軋鋼設(shè)備運(yùn)行的過程中，其液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障類型較多，且引發(fā)的因素也千差萬別，這為故障診斷工作帶來了巨大的困難，因此對軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷方法進(jìn)行研究具有重要意義。本文首先介紹了軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，之后對系統(tǒng)故障的診斷流程進(jìn)行了闡述，最后對幾種故障診斷方法進(jìn)行了探討，希望可以相關(guān)工作實(shí)踐提供一定的參考借鑒。

一、軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

(一)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹。軋鋼設(shè)備的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括控制元件結(jié)構(gòu)、動(dòng)力元件結(jié)構(gòu)、執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)、輔助裝置、液壓油等五部分，在其運(yùn)行的過程中，主要是將液體作為能量傳遞的中間介質(zhì)[1]。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的動(dòng)力元件為液壓泵，其主要作用是將馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械轉(zhuǎn)化為液體的液壓，進(jìn)而為系統(tǒng)整體運(yùn)行提供動(dòng)力。執(zhí)行元件結(jié)構(gòu)包括液壓缸和液壓馬達(dá)兩個(gè)部分，主要功能是將液體的液壓能重新轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，促進(jìn)系統(tǒng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)?？刂圃Y(jié)構(gòu)主要是各類參數(shù)的控制閥，涉及到流量、壓力、方向等諸多方面。通過控制的調(diào)整可以改變以上各類參數(shù)，進(jìn)而使系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的作用力、運(yùn)動(dòng)方向等發(fā)生變化。此外，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中所包含的輔助裝置種類較多，如冷卻器、管道、蓄能器、加熱器、壓力表、流量計(jì)、油箱等。液壓油是用于能量轉(zhuǎn)換傳遞的重要介質(zhì)，軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)常用的液壓油種類主要有礦物油以及合成油。

(二)軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理分析。軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后，其液壓泵會(huì)將馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能，通過這種壓力改變傳遞系統(tǒng)能量，最后通過控制閥的適當(dāng)調(diào)整，借由液壓缸和馬達(dá)將壓力能重新轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，為系統(tǒng)機(jī)構(gòu)工作提供動(dòng)力[2]。

二、軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的一般流程

軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障會(huì)對設(shè)備正常工作產(chǎn)生極大的影響，因此在故障出現(xiàn)后，應(yīng)及時(shí)采用合理方法對故障進(jìn)行診斷，掌握故障位置及發(fā)生原因，進(jìn)而有針對的采取解決措施使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。結(jié)合工作實(shí)踐來看，很多情況下液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障都不是突然發(fā)生的，通常會(huì)出現(xiàn)一定的先兆。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的大部分故障都是因設(shè)備保養(yǎng)不到位或是工人操作不規(guī)范引起的。以下為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的一般流程。

(一)對系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行檢查。對于軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)而言，一個(gè)良好的工作環(huán)境是其正常運(yùn)行的必要條件。如果其工作環(huán)境和工作條件無法滿足系統(tǒng)正常工作的標(biāo)準(zhǔn)，有很大的可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障。因此在進(jìn)行液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)故障診斷的過程中，第一步要做的就是檢查系統(tǒng)所處的工作環(huán)境和條件十分符合標(biāo)準(zhǔn)要求，若是，應(yīng)及時(shí)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

(二)對故障發(fā)生區(qū)域進(jìn)行精確判斷。軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷的重要一環(huán)就是對故障發(fā)生的部位進(jìn)行確定，這是開展后續(xù)原因分析以及實(shí)施故障排除的基礎(chǔ)。對此，檢修人員應(yīng)結(jié)合故障的外在表征與該故障相關(guān)的區(qū)域進(jìn)行判斷，不斷縮小故障范圍，最終確定故障發(fā)生的位置[3]。

(三)故障原因分析。在確定故障所處的位置之后，下一步要做的就是對故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析，在這一環(huán)節(jié)，檢修人員應(yīng)根據(jù)液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)的原理，對可能存在的直接或是間接原因全部列舉出來，之后進(jìn)行針對性分析判斷。

(四)對運(yùn)行記錄進(jìn)行存檔保管。針對軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷需要大量的運(yùn)行記錄和系統(tǒng)參數(shù)作為依據(jù)，因此在每次檢修工作完成后，都應(yīng)該建立完善的運(yùn)行記錄，逐步形成數(shù)據(jù)庫，這樣可以為今后的檢修維護(hù)以及故障處理工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。運(yùn)行記錄的內(nèi)容應(yīng)該包括包括故障特征、原因、故障排除措施等。

三、軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷方法分析

(一)傳統(tǒng)診斷方法。過去在對軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)故障進(jìn)行診斷時(shí)比較常用的方法主要有兩種，分別是儀表診斷法以及邏輯分析逐步逼近法。儀表診斷主要是采用PFM型萬能液壓檢測儀，對液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的流量、溫度以及轉(zhuǎn)速等重要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，這樣可以為故障部位的判斷提供依據(jù)。該型號儀表基本上可以安裝在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的所有部位，實(shí)用性較強(qiáng)。

邏輯分析逐步逼近法主要是通過一定視、聽、觸摸等方式對液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行測試，繼而通過一定的綜合分析和條件判斷確定系統(tǒng)存在的故障。在實(shí)際工作中，考慮到故障原因的多樣性，通常會(huì)引入邏輯代數(shù)方法，對故障可能原因進(jìn)行列舉，逐一進(jìn)行驗(yàn)證排除，最終鎖定故障。這種方法對檢修人員的專業(yè)水平以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有著較高的要求，否則很容易出現(xiàn)判斷失誤的情況。而且采用這種方法需要對軋鋼設(shè)備進(jìn)行頻繁的拆裝，容易對正常構(gòu)件造成損壞。

(二)新型故障診斷方法。其一，基于參數(shù)測量的故障診斷方法。目前，軋鋼設(shè)備所采用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)逐漸呈現(xiàn)出大型化和自動(dòng)化的發(fā)展趨勢，受此影響，許多全新的故障診斷方法逐漸涌現(xiàn)出來。如基于人工智能的專家診斷系統(tǒng)、鐵譜診斷法等。但是由于這類方法需要使用到復(fù)雜的檢測設(shè)備或是處理系統(tǒng)，因此在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的不便?；谝簤簜鹘y(tǒng)系統(tǒng)故障必然會(huì)導(dǎo)致參數(shù)異常這一點(diǎn)，可以采用參數(shù)測量診斷法，通過對系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測判斷是否存在故障，且不會(huì)對設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，檢測精度也可以得到保障。

其二，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。利用系統(tǒng)正常工況和故障工程下的歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)算法，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測以及故障診斷?，F(xiàn)如今，比較常見的機(jī)器學(xué)習(xí)故障診斷方法有神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和支持向量機(jī)兩種，前者能夠?qū)收咸卣鬟M(jìn)行分類，比較適用于一些非線性故障的診斷。相較而言，后者雖然同樣適用于非線性故障，但有效解決了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)存在的大樣本和局部最小等問題。

結(jié)束語

本文結(jié)合軋鋼設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理對其傳統(tǒng)故障診斷方法和幾種新型故障診斷方法進(jìn)行了介紹分析，以期促進(jìn)軋鋼設(shè)備運(yùn)行水平的提升，為鋼鐵企業(yè)發(fā)展提供幫助。