軋鋼機械設(shè)備的故障診斷及處理措施研究

徐曉惠

（河鋼股份有限公司承德分公司 河北省釩鈦工程技術(shù)研究中心，河北 承德 067000）

因鋼鐵行業(yè)的整個生產(chǎn)過程是一個封閉的系統(tǒng)模式作業(yè)，生產(chǎn)系統(tǒng)的運行必須由多個工序有效銜接。其中，若某個環(huán)節(jié)或設(shè)備零部件出現(xiàn)故障，勢必影響生產(chǎn)運行。因此，有必要對故障進行診斷并采取有效措施。

1 軋鋼機械設(shè)備

軋鋼機械設(shè)備是指軋鋼生產(chǎn)中完成一系列工藝過程的設(shè)備，其分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備兩大類。主要設(shè)備是車間構(gòu)造的特征，其中最重要的設(shè)備就是軋鋼機，它是以實現(xiàn)金屬在旋轉(zhuǎn)的軋錕間依靠軋制作用而發(fā)生塑性形變的過程。而輔助設(shè)備也有其重要的作用，輔助設(shè)備是指除軋鋼機之外其他一切設(shè)備，起著調(diào)節(jié)的功用，同時使機械化更加完善、高效。軋鋼機械設(shè)備的主要應(yīng)用是生產(chǎn)鋼材，如型材、線材、鋼管等金屬材料，提供給各行各業(yè)作為生產(chǎn)應(yīng)用的產(chǎn)品,主要是通過兩個旋轉(zhuǎn)的軋輥，通過軋制生產(chǎn)出所需的鋼材形狀和尺寸。軋機設(shè)備品種多樣，有型鋼軋機用于生產(chǎn)型材，板帶軋機可生產(chǎn)板帶材料，鋼管軋機為主要生產(chǎn)鋼管的設(shè)備。利用軋鋼機械設(shè)備生產(chǎn)鋼材的過程在國民經(jīng)濟中具有重要地位,生產(chǎn)出的鋼材不僅產(chǎn)量多，而且性能好，廣泛應(yīng)用于建筑、加工、有色金屬、電子、管件、機械、儀器制造、高科技等領(lǐng)域。

2 軋鋼機械設(shè)備目前的使用狀況

近年來，隨著社會的快速發(fā)展，軋鋼機械設(shè)備的競爭越來越激烈，企業(yè)想要讓軋鋼機械在生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用，就必須要重視軋鋼設(shè)備的管理制度。但由于多方面因素的影響，企業(yè)在軋鋼設(shè)備管理制度的執(zhí)行過程中面臨著很多問題需要解決，如何協(xié)調(diào)企業(yè)機械設(shè)備的管理工作，合理解決管理過程中存在的矛盾，能合理有效地對軋鋼機械設(shè)備進行使用，提高管理和維護水平。根據(jù)目前的使用狀況，軋鋼設(shè)備的管理是亟需解決的問題，應(yīng)對機械設(shè)備制定合理的管理體制，并采取科學的操作措施進行管理，這種軋鋼機械設(shè)備的合理管理措施對企業(yè)增強市場競爭力有著重要的意義。

3 軋鋼機械設(shè)備診斷故障的依據(jù)標準

在對軋鋼機械設(shè)備振動故障進行檢測診斷的過程中，主要運用以下方法來進行振動故障的診斷，即判斷故障定量、相對故障判斷及類比方法。由于軋鋼機械設(shè)備在運行的過程中會有著很多種類故障，因此有關(guān)的監(jiān)測診斷人員單憑自己的經(jīng)驗理解去診斷較片面，必須結(jié)合有關(guān)實際情況和相關(guān)數(shù)據(jù)進行科學診斷。一般來說，工作狀態(tài)、故障類型、軸承種類、實際轉(zhuǎn)速及檢測裝置的位置等差異都會對軋鋼機械設(shè)備的診斷故障產(chǎn)生影響，所以在診斷的依據(jù)標準上，應(yīng)有著相應(yīng)指標的判斷。這種判斷指標，是在相應(yīng)的時間內(nèi)，對有著一樣工作方式并且處在同一位置的軋鋼機械進行相同的測試，再將測量結(jié)果和正常數(shù)據(jù)進行對比分析，就能診斷軋鋼機械的振動故障程度。

4 故障診斷流程

眾所周知，軋鋼機械設(shè)備一旦出現(xiàn)任何故障問題，都會直接影響軋鋼工作的提升。因此，如何在有效的時間內(nèi)有針對性地制定科學有效的診斷方案和診斷流程，將會大幅提升工作人員的診斷效率。軋鋼機械故障診斷流程主要依據(jù)工作目標和工作任務(wù)，將其進行細化，可分為以下幾步。①熟悉軋鋼故障診斷標準，對軋鋼機械設(shè)備進行檢查。②確定參數(shù)。③確定故障診斷目標和診斷任務(wù)。④明確檢測內(nèi)容。⑤安裝檢查傳感器，現(xiàn)場檢測機械。⑥根據(jù)檢測內(nèi)容，擴寬資料收集渠道，對故障、檢測數(shù)據(jù)進行探究分析。⑦通過對比分析法，對軋鋼故障數(shù)據(jù)進行特征分析。⑧分析結(jié)果，并生成檢測報告。根據(jù)檢測報告得出最終結(jié)論。相對而言，軋鋼機械故障檢測結(jié)果容易造成主觀或客觀上的失誤，這就需要相關(guān)工作人員在日常工作中引起高度重視，從而達到提高檢測工作效率的目的。

5 軋鋼機械設(shè)備故障診斷技術(shù)意義

當前，工廠中使用的軋鋼機械屬于大型的旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備，該類設(shè)備屬于鋼廠的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備，只有確保其能正常工作，才能確保企業(yè)能正常經(jīng)營運轉(zhuǎn)，因此必須加強對這些設(shè)備的研究分析。對于此類旋轉(zhuǎn)機械而言，轉(zhuǎn)軸組件屬于其核心部件，轉(zhuǎn)軸組件又是由諸多的聯(lián)軸器、齒輪、圓錐滾動軸承、滑動軸承、蝸輪蝸桿傳動件等機械部件組成，所以其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。通過查閱大量的設(shè)備故障記錄得知，此類旋轉(zhuǎn)機械最為常見的故障是振動異常，對于此類通病有經(jīng)驗的師傅尚且還能看出一些端倪，但對于一些新手來說該項工作太過于復(fù)雜，因此探究一種新型且科學有效的故障診斷方法對軋鋼企業(yè)的發(fā)展具有一定的現(xiàn)實意義。

6 軋鋼機械設(shè)備故障診斷與安全運轉(zhuǎn)的關(guān)系

為了使軋鋼機械設(shè)備進行安全的運轉(zhuǎn)，相關(guān)工作人員需要通過建立故障診斷在線監(jiān)測體系，實時監(jiān)控減速機、轉(zhuǎn)子、軸承運行狀態(tài)及設(shè)備振動參量狀態(tài)，同時采用最先進的監(jiān)控技術(shù)，最大程度延長設(shè)備的預(yù)警時間，并通過智能的專家診斷，精確診斷故障源，方便后續(xù)相關(guān)施工技術(shù)人員對存在的故障、安全隱患進行處理，最大程度地保障軋鋼機械設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，目前對于工業(yè)生產(chǎn)安全運轉(zhuǎn)方面的要求已經(jīng)越來越高，這也代表著軋鋼機械設(shè)備對于故障診斷工作者的需求程度變得越來越高。

7 軋鋼機械設(shè)備的常見故障及其原因

（1）轉(zhuǎn)子振動不平衡造成的故障問題。在軋鋼廠生產(chǎn)中，機械設(shè)備往往會出現(xiàn)不同類型的故障問題，其中最常見的就是由于轉(zhuǎn)子振動不平衡而造成的設(shè)備故障。軋鋼機械設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量是保障后期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，因此生產(chǎn)制造過程非常重要，另外機械設(shè)備的安裝過程同樣也十分重要，在機械設(shè)備安裝過程中，要嚴格按生產(chǎn)工藝和安裝要求進行安裝，特別是要注意做好對轉(zhuǎn)子的安裝工作，如果轉(zhuǎn)子安裝不合理，將會嚴重影響后期機械設(shè)備的正常使用。例如，轉(zhuǎn)子的中心安裝若出現(xiàn)偏移，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的不平衡現(xiàn)象，機械設(shè)備在這樣的狀態(tài)下運行，會發(fā)生轉(zhuǎn)子振動不平衡問題，造成機械設(shè)備出現(xiàn)故障，進而影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。在軋鋼機械設(shè)備運行過程中，要定期對機械設(shè)備進行潤滑，如果超過一定的時間沒有進行潤滑，轉(zhuǎn)子就會在運行中出現(xiàn)嚴重的磨損，轉(zhuǎn)子的偏轉(zhuǎn)直接導(dǎo)致機械設(shè)備出現(xiàn)故障問題。例如，機械設(shè)備零部件的直接接觸會產(chǎn)生嚴重的磨損現(xiàn)象，長時間的轉(zhuǎn)子振動不平衡會導(dǎo)致機械設(shè)備的振動和松動，對機械設(shè)備的正常運行產(chǎn)生嚴重影響。

（2）輥道的故障與潤滑不當造成的問題。在軋鋼生產(chǎn)設(shè)備中，除磷機是非常重要的設(shè)備，主要包括電機、齒輪及滾動軸等設(shè)備和部件，除鱗機往往與鋼材直接接觸，一旦無法正常工作，就會導(dǎo)致機械設(shè)備產(chǎn)生故障，影響軋鋼的正常生產(chǎn)。當除磷機出現(xiàn)故障時，要及時采取措施進行處理，否則會造成更多故障問題的發(fā)生。除磷機出現(xiàn)故障后，往往先要對其進行重新設(shè)計，改善除磷機的工作性能，保障軋鋼生產(chǎn)的實際需要。在軋鋼生產(chǎn)過程中，需要對鋼胚進行加熱，同時除鱗機會發(fā)生一定的氧化反應(yīng)，隨著時間的積累，氧化程度越來越厲害，最終會在其表面形成一層厚厚的氧化皮，導(dǎo)致除磷機無法正常工作，這是故障產(chǎn)生的主要原因。另外，氧化層與軋鋼產(chǎn)品直接接觸，會影響軋鋼產(chǎn)品的成品質(zhì)量，因此需利用高壓水進行除鱗。除鱗機輥道通常在鋼材加熱爐的爐口部位，如果出現(xiàn)故障可能會使軋機出現(xiàn)停車現(xiàn)象，導(dǎo)致軋鋼生產(chǎn)工作的停止。在長時間的高溫烘烤和高壓水沖蝕情況下，軋鋼機械設(shè)備的工作環(huán)境十分惡劣，影響機械設(shè)備的性能和使用壽命，也容易導(dǎo)致各種故障問題的發(fā)生。

（3）滾動軸承與軸承箱的常見故障及原因。滾動軸承是軋鋼機械設(shè)備的重要零部件，在設(shè)備的運行過程中起著至關(guān)重要的作用，滾動軸承一旦出現(xiàn)問題就會直接影響設(shè)備的正常運行。在滾動軸承的工作過程中，往往會受到機械設(shè)備振動的影響而引起故障問題，設(shè)備部件的振動頻率是引起滾動軸承發(fā)生故障的主要原因，滾動軸承出現(xiàn)故障最終會造成整個設(shè)備系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)。造成滾動軸承故障的原因較多，例如在搬運和安裝設(shè)備過程中，如果出現(xiàn)磕碰設(shè)備的現(xiàn)象，就可能會使?jié)L動軸承受到損壞，導(dǎo)致滾動軸承無法正常工作；如果滾動軸承的規(guī)格選擇不當，會對機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)造成嚴重的影響；如果對軸承潤滑不當，會使軸承發(fā)生嚴重的磨損而引發(fā)故障問題。一旦軋鋼機械設(shè)備中的軸承燒壞，就必須立即停工進行修理，修復(fù)燒壞的滾動軸承往往需要半天的時間，給企業(yè)造成一定的經(jīng)濟損失，因此要加強對滾動軸承的檢查和養(yǎng)護工作，最大限度地保障滾動軸承的正常工作時間。

8 解決軋鋼機械設(shè)備常見故障的措施

（1）重視并做好機械設(shè)備故障數(shù)據(jù)的采集工作和除磷機的改造工作。當設(shè)備發(fā)生故障后，需要對故障的數(shù)據(jù)進行采集，有利于技術(shù)人員對故障的科學診斷，并及時采取修復(fù)處理措施，恢復(fù)正常生產(chǎn)工作。數(shù)據(jù)的采集包含轉(zhuǎn)子的振動頻率、電機振動、齒輪振動及滾動軸的振動等方面，除機械的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集外，還需要將生產(chǎn)系統(tǒng)中的潤滑部分和除鱗降溫的關(guān)鍵部分的數(shù)據(jù)進行采集和分析。在進行設(shè)備的故障數(shù)據(jù)采集時可采用鍵相信號觸發(fā)方式，這種方式采集數(shù)據(jù)可分為自動鍵相和手動鍵相。另外，要做好對除鱗機的改造工作。

（2）干油潤滑系統(tǒng)的配合使用。現(xiàn)代化的軋鋼廠往往規(guī)模較大，生產(chǎn)任務(wù)繁重，機械設(shè)備需要進行長時間的運行，進行快節(jié)奏的連軋生產(chǎn)作業(yè)，因此需要對設(shè)備進行定期檢修和保養(yǎng)，特別是輥道軸承需要得到良好的潤滑，才能更好地保障生產(chǎn)工作的順利進行。如果潤滑不到位或養(yǎng)護不及時，就會造成軸承損壞和設(shè)備磨損等情況，使設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)無法得到應(yīng)有的保證，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。在軋鋼機械設(shè)備中，除輥道外還需要進行干油潤滑，這樣才能減少設(shè)備的故障發(fā)生率。干油潤滑主要是在軋鋼設(shè)備處于高壓或高溫度下工作的摩擦表面起潤滑作用?？捎糜跐櫥哂凶儎雍奢d、震動和機械沖擊的輥道或軋制部分。通常在軋鋼設(shè)備中，干油潤滑可分為分散潤滑和集中潤滑兩方面。

（3）做好機械設(shè)備管理評優(yōu)工作。對于軋鋼機械設(shè)備來說，其管理和維護工作有了更高的發(fā)展，有必要做好設(shè)備的維護工作，協(xié)調(diào)各方面的關(guān)系，還要明確管理和維護的目標。軋鋼機械設(shè)備投入生產(chǎn)后，經(jīng)過一段時間的應(yīng)用，必然會出現(xiàn)不同程度的故障。因此，企業(yè)應(yīng)從實際出發(fā)，分派專業(yè)的維修人員，并按照相應(yīng)的標準和設(shè)備的操作規(guī)程。對機械設(shè)備進行日常維護，從而提高生產(chǎn)水平，使機械設(shè)備得到充分維護。此外，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，軋鋼企業(yè)也應(yīng)與時俱進，引進先進的機械設(shè)備，完善相應(yīng)的管理機制。然而，在實際工作中，由于缺乏管理對策，管理的嚴重代價較低。效率高，難以滿足當前的生產(chǎn)需要。因此，除了適當引進先進的生產(chǎn)設(shè)備外，還必須制定有針對性的管理標準，做好管理評審工作，進而提高員工的積極性和主動性，使企業(yè)能獲得更多的經(jīng)濟效益。

綜上所述，隨著工業(yè)化進程的推進，鋼鐵行業(yè)在推動社會經(jīng)濟發(fā)展方面發(fā)揮了巨大推動作用。而機械設(shè)備作為鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)中一個重要的組成部分，其質(zhì)量關(guān)乎生產(chǎn)的運行質(zhì)量和效率。針對其常見的故障診斷方法和處理對策進行了探究，從而為機械設(shè)備的檢修和維護工作提供參考。