氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断及处理措施

王雷

摘 要： 随着氧化铝厂工业化进行的推进，氧化铝业推动了整体金属业的发展。对氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断，需要结合除尘环保机械设备历史检测数据，利用MINITAB软件、数理统计等分析设备劣化程度，预测设备故障。并根据故障实际情况制定相应处理措施，达到预制维修的目的。从而提高氧化铝厂除尘环保机械设备使用寿命与综合生产效率，用最有效的手段实现氧化铝厂生产经济效益最大化。

关键词： 氧化铝厂;除尘环保;机械设备;故障诊断

【中图分类号】TQ424.2 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.166

1 氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断方法

1.1 因果分析法

因果分析法是指用过去的数据预测未来的情况的一种方法，将各个时期的数据，以时间先后顺序列出有序数组，运用延伸或外推的方法进行预测，也称时间序列法。它包括线性变化、周期变化、随机变化等形式，其中前两种预测比较准确。例如用一元线性回归法进行预测，把时间t作为自变量x，测量数据作为因变量y，线性方程为yi=a+bxi+εi。根据x、y用最小二乘法求出线性方程的系数a和b后，做出线性方程图，给定y值的极限值预测出时间值x。

1.2 用最小二乘法估计确定经验回归直线方程

机械设备故障参数收集氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断以建立数学模型为基础，结合钢铁冶炼理念，通过Kalman滤波器、等价空间方程等检测机械设备故障。将机械设备故障诊断与整个机械控制系统相结合，考虑到其中部分影响因素，通过过去机械运行数据预测未来运行情况[1]。根据机械设备各个时期运行数据，以时间先后数据顺序列出有序数组，运用外推或延伸的方法，将数据按照随机变化、周期变化、线性变化等进行时间裂序。将设备故障参数中作为自变量x，检测数据为因变量y，则得到线性方程：

解线性方程公式，根据回归线性方程得到相关故障系数r：当r→1时，x与y之间线性关系最大，且根据r等于0.7时为弱相关，得出r≥0.7时为强相关。当r→0时，x与y之间的线性关系最小。根据这一关系，对除尘环保机械设备运行时数值进行对比，从而实现故障参数预警。

1.3 分析、测定剩余寿命步骤

（1）收集原始数据要考虑最易劣化的部位的参数，且这些数据能真实、准确地反应缓慢变化的设备技术状况。

（2）用 MINITAB 软件绘制散点图，分析曲线的趋势特征。一般设备的振动值上升一直到达临界值以前，大多呈线性趋势分布。

（3）创建振动值与时间的拟合直线图，得出经验回归直线方程。

（4）通过相关系数检验法检验拟合效果，其中r为相关系数，r a 为相关系数临界值。当 r > ra 时，认为振动值与时间之间线性关系显著，反之，认为振动值与时间之间线性关系不显著。

（5）用得到回归方程算出设备的剩余寿命。

1.4 机械设备故障部位诊断

氧化铝厂除尘环保机械设备在经过故障参数收集后，对所收集原始数据实际情况结合设备最易劣化部位实际参数，将真实、准确的数据变化直接反馈出来[2]。并利用MINITAB软件，将反馈数据绘制成散点图，分析整体设备运行曲线变化趋势特征。在机械设备运行值上升到临界值前，整体呈线性分布趋势特征。根据线性时间与运行值，以及拟合曲线图，得到经验回归直线方程。通过相关系数检测结合，将r作为相关系数，设ra为相关系数临界值。当r>ra时，机械设备运行时间值与运行值之间线性关系最为明显，反之则时间值与运行值之间线性关系最不明显。通过回归方程，以及相关数值，得到设备故障点坐标，从而实现机械设备故障部位诊断。

2 氧化铝厂除尘机械设备故障处理措施

2.1 齿轮故障处理措施在氧化铝厂除尘机械设备零件中，齿轮对设备运转性能产生直接影响。在实际设备运行过程中，齿轮会承受振动情况，根据相关图谱上产生变频带，从而判断齿轮实际振动情况。在齿轮故障护理措施中，主要分为针对在齿轮啮合部位的频谱分析，根据齿轮运行过程中相互交错的传递动力随着齿轮数的不同，其载荷变化时相对刚度产生的周期变化，判断齿轮运行情况。当齿轮出现问题时，诊断信号与其他齿轮振动信号不同。根据齿轮实际运行情况，调整齿轮数与齿轮间磨合情况，排除齿轮运行故障。

2.2 滚动轴承故障处理氧化铝厂除尘机械设备轴承如果出现振动问题，则会对部件造成破坏。通过对滚动轴承振动频率信号分析，找到问题出现部位。当滚动轴承出现压痕或腐蚀等故障时，对轴承检测信号频率会出现不同。每一个滚动轴承零件都有着固定频率，根据其频率特征，在故障发生时，通过对滚动轴承进行相关处理，将其调整为正常频率，从而排除滚动轴承故障[3]。

对氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断技术的研究，结合氧化铝厂除尘环保机械设备的历史点检数据，利用数理统计、图表法等进行分析和判定设备劣化程度，预测设备的使用寿命，尽可能用最有效的手段为企业获取最大的经济效益。

結语：氧化铝原料作为我国金属行业中重要的基础工业原料，其在金属行业中有着不可替代的作用。除尘风环保机械作为氧化铝厂生产的重要设备之一，其工作质量直接影响到整体氧化铝生产效率。目前来说，除尘环保机械设备由于其工作环境较为特殊，氧化铝厂使用设备经常由于振动过大而被迫停机，检修过后在短期运行后也会出现振动超标情况，造成设备内部轴承等零件损坏。因此提出氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断及处理措施，针对设备故障部位作出局部提出有效解决措施。

除尘环保机械设备如果发生故障，会对氧化铝厂整体生产运行产生极大影响。为提升除尘环保机械设备维护水平，对氧化铝厂除尘环保机械设备故障诊断方法开展研究，并提出相应处理措施。根据机械设备故障参数收集与故障部位诊断，确定设备具体故障部位，并根据具体故障部位，提出相应处理措施，有效为今后除尘环保机械设备的检修与维护工作提供参考。

参考文献

[1] 骆杰，吕勇，易灿灿，基于量子遗传优化的原子分解算法及其在机械故障诊断中的应用[J].机械设计与制造，2017，16（7）：82-85.

[2] 梁伟阁，佘博，田福庆，基于DTCWPT和t-SNE的去噪方法及在故障诊断中的应用[J].电子测量与仪器学报，2018，49（5）：74-81.

[3] 丁锋，秦峰伟，小波降噪及Hilbert变换在电机轴承故障诊断中的应用[J].电机与控制学报，2017，21（6）：89-95.