螺旋取样机长寿化研究

2013-12-04唐柯

设备管理与维修 2013年2期

唐柯

攀钢发电厂四川?

攀枝花市

一、前言

攀钢电厂每年汽车进煤达165余万吨，煤种包括：原煤、混煤、优煤、中煤与泥煤，均为周边地区厂家所供。汽车进煤采用手工取样虽符合国家标准，但在市场条件下，受方法所限仍然缺乏科学性，不能反映整车煤的综合质量状况。为此攀钢电厂煤监、质量管理部门为加强来煤质量管理，采取多种措施解决汽车煤取样的代表性问题，但一直苦于国内未有成熟、可靠的汽车进煤机械采样技术设备，直到2004年才收集到成熟的采样设备信息，攀钢电厂购买并安装了由徐州赫尔斯采制样设备有限公司制造的汽车煤螺旋取样机，成功地解决了汽车煤手工取样方法存在的问题和不足。为公司节省了大量用于提高质量所花费的费用。经过近9年长时间、高强度运转，目前该设备已处于故障多发期。从技术管理角度，分析研究提高螺旋取样机使用寿命的途径和方法。

二、螺旋取样机的技术特点及工作原理

1.螺旋取样机技术特点

螺旋取样机集液压、机械、电气为一体，它由液压系统、初级给料机、破碎机、次级给料机、次级采样机五大部分组成。设备先进、自动化程度和精度高，工作程序采取PLC控制，具有设备启动自检功能，自检正常后，自动依次从次级给料机、次级采样机、破碎机、初级全料机、液压系统启动，否则，设备自动锁定。且具有设备运行过程自动监测功能，若其中一个部分的信息在8s时间内未反馈到PLC，此部分将自动停机。

2.螺旋取样机工作原理

根据国家标准的取样要求，取样点由液压系统的大小臂确定完成，初级采样头取样，取出的试样进行1/2缩分，其中一部分煤返回到车上，另一部分煤留在料斗里，留在料斗里的煤通过液压系统送到初级给料机，初级给料机将煤运输到破碎机里进行破碎，破碎到≤6mm，通过溜槽进入次级给料机，次级采样头在初级取样头料斗门打开45s后进行采样，每隔6s取一次样，每次量20g左右，每车煤所取试样量为1kg左右，剩余煤样输送到废煤池。从初级给料机到次级采样整个系统按间隔时间自动运行和停止。

3.螺旋取样机故障统计分析

螺旋取样机经过9年长时间、高强度运转，设备已处于故障多发期。自2010年1月起对螺旋取样机运行过程进行1年的跟踪监控，对收集到的资料进行统计分析后发现，全年发生的55次故障中，人的因素20次，占36.4%；煤样水分过大，引起破碎机堵塞15次，占27.2%；设备运行时间长，超负荷工作，引起部件磨损12次，占21.9%；设备本身缺陷原因8次，占14.5%。其中人的因素包括，岗位人员对设备维护保养不到位造成设备故障8次，占40%；专检人员和岗位人员监护不力造成设备带病作业产生的故障8次，占40%；操作失误产生的故障4次，占20%（表 1）。

表1 2010年螺旋取样机故障统计

从上述表1可以看出，人的因素是设备故障多发的主要原因；煤样水分过大，引进破碎机堵塞，设备运行时间长，超负荷工作，引起部件磨损，设备本身性能是次要原因。

三、螺旋取样机长寿化研究

设备故障分为偶然故障和耗损故障，偶然故障是由于偶然因素引起的故障；耗损故障是通过事前检测或监测可预测到的故障，是由于产品的规定性能随时间增加而逐渐衰退引起的。耗损故障可以预防维修，防止故障的发生，延长产品的使用寿命。运用FMECA对2010年螺旋取样机故障进行系统分析。提出降低螺旋取样机故障的措施。

1.FMECA分析

对2011年螺旋取样机各部件产生的故障信息收集、整理，归类出15个部件故障模式，分析其原因及影响，确定出各种故障模式对设备产生危害的严酷度。严酷度是指某种故障模式影响的程度，分为4类即Ⅰ类（灾难性故障）、Ⅱ（致命性故障）、Ⅲ（严重故障）、Ⅳ（轻度故障）。故障模式发生的概率等级分为5级，即A级（经常发生）、B级（很可能发生）、C级（偶然发生）、D级（很少发生）、E级（极不可能发生），见表2。

根据表2，15个部件故障模式确定出的严酷度和概率等级，以严酷度等级为横坐标，故障模式概率等级为纵坐标，做出危害性矩阵图，见图1。

由图1可知，距离越远的点故障模式危害性越大，从图 1 得出，1、2、3、6、8、9 点的故障模式影响比较严重。分析出15个部件中液压管、油缸、3级泵、操作阀、过滤网、空气过滤器、轴承、液压油、刮板、锤头、螺栓故障模式危害性大。

图1 危害性矩阵图严酷度类别

2.加大螺旋取样机部件技术改造和易损件的更换

在FMECA分析的基础上，对故障模式危害性大的部位进行技术改造和定期更换易损，提高设备技术性能和保障易损件完好。锤头由于质量不过关，耐磨度低使用不到1个月左右就被磨损，造成破碎机堵塞，设备频频发生故障。铸造锤头在使用碳素合金钢中加入适量的钒钛，增强锤头的硬度和耐磨性，锤头的使用寿命由原来的1个月提高到3个月，3个月定时对锤头进行更换，排除了因锤头磨损带来的故障。液压油由于冷却不到位造成液压油温度高，液压油粘度降低，阀泄油，大臂经常下滑，同时液压油乳化严重使用时间短，对液压回油管安装一个水冷设备，液压油温及时得到降低，消除了大臂下滑。旋转座、钻杆、钻头螺栓抗强度高，使用一个季度左右就坏，相应的部件得不到紧固造成故障，每一个季度定时更换一次，确保部件及时得到紧固。通过对故障模式影响比较严重的部件实施不同的技术改造，排除和降低了设备故障。

3.对螺旋取样机进行规范化管理

人是引起设备故障的主要因素，首先，为使螺旋取样机发生的故障均能按规定格式和要求进行记录，并在规定的时间内向规定的管理级别进行报告，建立一个闭环的故障报告系统，见图2。形成一个上对领导，下对班组，横与有关部门，纵向到底、横向到边的设备管理网络。职责明确，责任到人，制度、措施落实到实处。

图2 螺旋取样机闭环故障报告系统图

其次，对螺旋取样机进行规范化管理。岗位人员在上机前都要进行培训，考试合格后，方可上岗操作。必须做到“四懂、三会、三好”即懂结构、懂性能、懂原理、懂用途；会操作、会维护保养、会排除常见故障；用好、管好、修好。严格执行“清洁、润滑、紧固、调整、防腐”设备维护十字操作法，对螺旋取样机使用，坚持每2h巡检一次，巡检遵循“听、摸、闻、比、看”5字现场巡检法，岗位点检和专业点检相结合的点检制度。保证设备“四不准”不准超温、不准超压、不准超速、不准超负荷和“二不漏”不漏水、不漏油。确保设备“二净、二无、三见、四不缺”，即门窗玻璃净、四周墙壁净，无垃圾、无闲散器材，沟见底、轴见光、设备见本色，油漆不残缺、螺栓手轮不缺、灯泡灯罩不缺、操作室玻璃不缺。设备润滑做到“五定”即定点、定质、定时、定量、定人。定点：规定润滑部位、名称及加油点数；定质：规定每个加油点润滑油脂牌号；定时：规定加、换油时间；定量：规定每次加、换油的数量；定人：规定每个加、换油点的负责人。设备出现故障做到“二不放过、三及时、四到位”，即不明白故障产生的原因不放过、出现同样的故障防范措施不到位不放过，设备出现异常及时停机、及时检查确认、及时联系，设备使用前检查确认到位、设备出现故障跟踪检修到位、故障部位故障产生的原因明确记录到位、维修人员处理完故障验收到位。二是维修工具、安全设施、消防器具齐备完整，灵活好用，摆放整齐；设备运行记录、故障记录、点检记录、交接班记录齐全，记录准确，字体工整，无涂改，保管妥善。三是以“清洁-点检-保养-润滑”四位一体落实“人人有责”的“全员”管理。四是利用岗位责任制，坚持每周一次的大检查。对班组设备使用、维护、点检情况进行综合评定检查，不符合要求的，限时整改的同时纳入经济责任制考核。五是以设备生产时间利用率指数为标准来衡量螺旋取样机完好度。为了能全面反映螺旋取样机的效能，以设备生产时间利用率指数来衡量。计算公式为：设备生产时间利用率=设备生产时间÷日历时间。总之，在职工中树立起“三精”意识，即精心管理、精心使用、精心维护。杜绝了人为因素引起的螺旋取样机故障。

四、螺旋取样机长寿化研究取得的效果

1.螺旋取样机故障得到大幅度降低

通过采取上述措施，对2012年螺旋取样机的运行情况进行全面跟踪、收集，2012年螺旋取样机故障共发生6次：煤水分过大引进破碎机堵塞4次，占66.7%；岗位人员维护不到位，探头积灰多引起故障1次，占16.7%；设备超负荷运行、部件磨损引起故障1次，占16.7%，见表3。

表3 2012年螺旋取样机故障统计

从表3中可看出，煤水分过大引进破碎机堵塞引起设备故障占主要因素，其次是岗位人员维护不到位和设备超负荷运行、部件磨损引起故障各1次。

对2011年和2012年螺旋取样机故障进行对比，见表4。

表4 2011年和2012年螺旋取样机故障对比统计表

从表4中可看出，螺旋取样机故障2012年比2011年大幅度降低，由55次故障降到了6次，下降了89.1%,其中,人由2011年的主要因素变成了2012年的次要因素，故障由22次降到了1次,下降了95%；煤样水分过大，引进破碎机堵塞,故障由15次下降到4次,下降了73.3%；设备超负荷运行,引起部件磨损,故障由12次下降到1次,下降了91.7%；设备本身性能的因素,故障由8次下降为零。说明通过加强螺旋取样机现场管理,故障模式、影响及危害性分析(FMECA)研究,采取的技术改造和定期更换易损件措施是正确的，取得的效果是显著的，为螺旋取样机的寿命延长提供了管理和技术保障。