水泥机械设备故障和诊断技术的应用

2022-01-01冯宇河赵丽萍

中国金属通报 2021年13期

冯宇河，赵丽萍

（临夏海螺水泥有限责任公司，甘肃临夏 731200）

水泥生产的环境较为复杂恶劣，在实际的生产过程中，是以水泥设备为主导生产，水泥设备的正常运行会直接影响水泥生产质量以及效率。随着故障诊断技术的发展，目前机械设备的诊断技术愈发成熟，技术也愈发新颖与实用，随着诊断技术的科学化、专业化的发展，水泥设备故障与诊断技术的应用也会紧跟机械故障诊断技术发展的步伐向着多元化、科学化、专业化进行发展，为提升水泥设备的生产效率，从而提高行业的长期发展，提供故障与诊断技术上的基本保障。

1 提升水泥设备管理的益处

1.1 实现水泥设备高效高质量生产

水泥生产的质量与效率与水泥设备的运行状态有着直接关系。由于现代水泥生产中需要设备的长期稳定运行，所以对于设备的管理是生产过程中的重要内容。为了能够保证水泥设备的高效高质量生产，水泥生产厂家对水泥设备应做好对设备的运行状态进行实时动态监控，对水泥设备实施科学化得机械故障诊断管理。对水泥设备进行管理不仅利于实际生产活动中设备的稳定运行，对于厂家合理分配设备资源起到良好的促进作用，避免出现设备的闲置或者是没有科学利用的状态，为提升生产做好管理工作[1]。

1.2 对水泥的安全生产以及环保生产起到促进作用

由于水泥的生产过程中会伴随许多粉尘以及其他有害物质的生成，相关厂家为了确保安全生产以及环保生产，就需要保持水泥设备的良好性能，避免因设备故障而造成有害物质的排放。对水泥设备进行定期检测，能够有效发现设备中存在的安全隐患，并根据设备中存在的问题制定出维修方案，确保在实际生产过程中，相关的操作人员的人身安全能有所保障。对于水泥生产中产生的废气、废物需要厂家加以控制，避免直接排放而造成环境的污染，积极响应绿色生产的政策。

1.3 提升水泥设备的机械故障诊断效果

水泥设备较为复杂，在进行故障诊断过程中需要保持准确度。对于水泥设备进行管理能够有效的把具有故障的设备进行数据整理，根据故障的现象制定相关的故障诊断方案，提升诊断的效率以及诊断的精确度，确保设备的利用率得到保障，降低生产的成本，从而提升厂家的利益。

2 水泥设备的故障分析

由于水泥生产过程属于长时间作业的状态，所以对于机械设备的使用可能因长时间作业造成零件磨损导致水泥设备的生产效率受到影响。按照不同故障产生的原因可以分为不同类型的故障。

2.1 按照速度进行划分

2.1.1 突发型故障

由于实际的机械设备在进行作业过程中，对于水泥设备而言，所处环境较为恶劣，可能因为外部因素或者设备本身运行因素导致设备出现突发性的故障。例如在实际的水泥设备作业过程中，在对于立磨入磨风阀作业时，如果物料过大，在风阀出卡住就易出现断轴、断齿的现象，这种突发性的故障一般属于大型的设备故障，需要进行停止维修，不仅降低水泥生产的效率，也需要较高的维修成本进行设备的维修，提高了生产的成本[2]。

2.1.2 逐渐发生型故障

渐发型的故障一般是由于水泥设备在实际的作业过程中长时间处于作业状态，水泥设备出现较为严重的磨损，设备处于老化的状态，设备没有经过零件的更新以及定期良好的养护，就易发生故障，同时设备的使用性能也有所下降，生产效率低下。

2.2 根据故障时间进行划分

2.2.1 短暂性的故障

短暂性故障一般是是由于水泥设备在进行作业过程中局部发生突发型故障造成设备总体出现短暂性的故障。例如对于循环风机在作业过程中，在长时间的作业下，其浮动段的轴承出现温度过高，设备出现警报并停止作业，这也有着浮动段轴承上盖螺栓过于紧固的原因，如果是这种故障可以通过松动螺栓的措施来实现对轴承热量的释放来解决，可以在上下盖出垫放青裸纸来给予热量释放预留空隙。

2.2.2 持续型故障

持续型的故障对于一设备的使用有着重要的影响，一般是由于设备中部分零件出现问题而导致，相对的故障诊断较难，水泥设备需要较长时间的维修。例如如果均化库顶的八分嘴分配器出现问题时，水泥的下料就会出现问题，为了保证作业需要借助旁路进行下料，并进行八分嘴分配器进行维修或者是更换，才能投入使用。

2.3 人为因素的影响

由于机械设备的使用保持着相对于的流程进行操作，需要相关的操作人员按照标准的操作流程进行操作。但是实际的水泥设备操作过程中，如果相关厂家没能根据水泥设备使用情况进行制度的制定，没有规范化的管理水泥设备的操作就易出现人为操作导致设备出现故障。

3 水泥机械设备故障的诊断方法

3.1 诊断任务

通常来说水泥机械设备故障的诊断任务主要包括如下几方面内容：第一，对水泥机械设备运行过程中出现故障的根本原因进行正确的分析，并及时编制解决方案，确保整体设备运行的稳定与正常，第二，需要深层次剖析故障原因，将水泥机械设备长期故障问题找出，并进行针对性处理。第三，需要对水泥机械设运行的状态以及过程进行全方位评价，以实现设备运用价值的提高。第四，企业应当要开展水泥机械设备的使用周期评价工作，以便于能够及时解决设备故障问题，实现整体设备使用寿命的延长。

3.2 水泥机械设备故障的诊断类别

第一，简易诊断。该种诊断方式也叫作初级诊断。通常是由现场工作人员开展初级诊断工作，并合理概括、讨论以及评价水泥机械设备的状态。第二，精密诊断。该种诊断方式是基于简易诊断的前提下来准确辨识产生特殊状况的设备，同时开展细致的诊断工作，将设备内部的异常部位检查出来，结合具体设备类别以及故障情况来实施研究与判断。第三，运行诊断与功能诊断。其中功能诊断主要指的是诊断新安装或是大修后的设备功能情况有无异常的方式与方法，结合实际检查机组或是设备所得结果来开展针对性的整改，同时对正常工作的设备所产生的故障特征进行检测运行诊断。第四，定期诊断与连续监控。在设备运行一定时间后便对其实施检测的方式就是定期诊断。连续监控主要是利用计算机处理系统以及仪表来动态监控机械设备运行状态的过程。通常连续监控的方式适合应用在由于故障而引发严重生产损失、故障频发、事故影响较大以及连续出现故障的设备当中，同时也使用在因为劳动保护以及安全方面因素而难以实现点检的设备[3-5]。

3.3 水泥机械设备故障的诊断技术形式

第一，外观检查，通过人体感官，在温度、声音、味道以及运行情况等各方面来对故障的发生进行直接的观察，并且凭借工作人员自身的检查以及维修经验与技术来把可能会发生故障的位置与原因判断出来，从而到达预测故障的作用。第二，振动测量。在水泥机械设备运行过程中常常会出现振动的问题，通常该问题都是在进行往复运动或回转运动的时候发生，工作人员能够根据设备运行的状态与特征来得出振动信息，通常情况下大部分振动的增强均会导致故障的出现。第三，噪声检查。通常情况下噪声是由机械振动通过弹性媒质来传播到远处所得，其中产生声音的机械振动就是噪声的声源，亦是媒质间的传播过程。而通常机械噪声的声源就是机械振动系统，其主要包括了轴承、齿轮、液压泵、电机等，其噪声频率在很大程度上取决于其固有频率或运动频率。而对于盖板、箱体、支架等不动的零件噪声都是受其他振源或运动频率诱发引起共鸣所产生的。第四，泄漏检查。通常在水泥机械设备运行环节，在设备的空隙、裂缝以及孔眼部位都有可能会融入或流出粉尘、业态以及气态状的介质，引发泄漏，进而导致许多能源发生浪费，使得设备恶化，并污染周边环境，达到降低设备的性能，使得整体设备使用稳定性与安全性下降。

4 故障诊断技术的应用

4.1 对于辊压机的故障诊断技术

由于在实际的作业环境下，辊压机一般较易发生故障的位置是在，轴承、辊面、液压系统三个部位。根据实际不同部位的故障使用的诊断方式以及维修方法不尽相同。对于温度过高造成的轴承故障，在进行诊断检修过程中，首先是对轴承部位进行温度测试，更会标准温度进行分析，是否在标准温度哪来判断其是否有故障。对于由于温度产生的故障而言其形成原因一般是因为油泵系统不正常运转造成的。

所以针对因温度出现的故障对于油泵检测是重要部分，可以通过检测滚动轴承部位的含脂量是否处于标准状态，干油管道是否处于通畅的状态来诊断油泵系统问题。温度过高也可能是因为冷却液没有发作用，针对轴承因温度过高而造成故障，可以诊断冷却液系统是否正常运作。由于辊面长时间的作业可能出现各种磨损，导致裂痕的产生，根据生产产量是否出现较大的变化以及辊面表面状态，来进行辊面的诊断。

4.2 对于球磨机的故障诊断技术应用

对于球磨机的故障诊断技术一般根据数据的采集与分析来确定。通过对球磨机的温度、振动等数据利用相关的传感器进行信息的收集，并进行数据的分析，通过分析的结果判断球磨机的运转是否处于正常状态。对于球磨机重要的检测部位是：齿轮、轴承、电机、转承、传动设备等部位，对于球磨机不同的运作状态来控制检测的数据，例如对于中空轴及其传动部位的检测需要注重对于温度、振动、油样的信息收集，而对磨机部位就需要注重系统运行的稳定性。

4.3 对于回转窑故障诊断技术的应用

一般回转窑的故障是较为明显的，可以根据水泥的生产质量以及窑体形变来进行确定。对于回转窑进行温度检测也是一种常用的方法，以400°为界限，窑体所能承受的最高温度，超过这个温度，就极易造成回转窑产生变形。除了需要注意温度的影响外，机械外力也是窑体产生变形的因素，可以通过变形的形状来诊断故障产生的实际因素，如果需要进行窑体的全面诊断，需要通过相关的检测设备对窑体的缝隙进行数据收集处理，并通过相关的应力应变公式确定其具体类型。

通常而言，工作人员能够通过收集窑体问与窑砖间隙的相关数据，将其对比于回转窑正常运行时的数据，利用相应计算公式来将回转窑内部故障的类别与等级判断出来，进而总结设备综合温度变化形态，并将其故障原因找出，从而榛地行的制定解决方案。不仅如此企业还需要安排专门的工作人员的实施操作，并于其他部门间保持密切联系，为后续故障的查找打好基础，同时也能推动诊断工作得以高效进行[6,7]。