水泥机械设备的故障和诊断技术探讨

吴慧龙

（华润水泥（富川）有限公司 广西贺州 542700）

近年来，科学技术快速发展，机械设备的自动化和智能化水平不断提升，同时设备故障诊断的精准性以及专业性也得到全面提升，在实际应用中，发挥着重要的作用。基于信息技术的故障诊断技术，提升了机械设备故障诊断的水平，实现了远程在线精准诊断，预测故障，快速定位故障，减少了设备的损害率，延长了机械设备的使用寿命。

1 水泥机械设备的故障分析

从水泥机械设备类型角度来说，包括球磨机和破碎机以及辊压机等。在实际应用中，常见各类故障。以球磨机为例，如果原材料进入端中的空轴轴间间隙很小，球磨机运行中，90%左右的功率，可能会转化成为热能，加之磨料的温度，使得滚筒体轴向出现热变形，造成热膨胀以及停机引起的冷缩问题，受到轴向力的影响，轴瓦发热。除此之外，受到球面瓦和球面座衔接不良情况的影响，轴瓦基础边缘也会产生局部高温的情况。在进行故障诊断时，利用各类故障诊断技术，能够辅助故障检测和处理工作的高效开展，提高故障处理效率。

2 水泥机械设备故障诊断技术的应用

2.1 设备检测和诊断方法

不同等级的机械设备，在进行故障检修和维修时，采取的检测与诊断方法不同。具体如下：①一类设备。此类设备主要包括水泥磨和冷却机以及大型风机等。故障诊断中，采取的精密诊断法。使用精密性较强的诊断仪器，开展机械设备运行状态的诊断以及检测，比如振动检测等。为保证检测和诊断工作的效率，需配置设备预测维修以及管理专家系统软件等。②二类设备。此类设备具体为输送设备以及收尘器等。故障诊断中，采取的是精密诊断法+简易诊断法，比如发射法和脉冲法等，结合使用超声波探测仪以及脉冲仪等，进行故障诊断。③三类设备。此类设备具体为辅助设备以及小型输送设备等。故障诊断中，采取的是简易诊断法，也就是经验法+表象诊断法，比如耳听和简单测量等，结合使用测温仪以及听诊器等。

从故障诊断实践来说，振动诊断技术的应用比较广泛。一般来说，对整台设备进行故障诊断，利用振动诊断技术，根据振动强度，进行故障判断。振动强度越激烈，则存在故障的可能性就越大。除此之外，配合振动频谱分析，确定故障位置，采取处理措施。

2.2 主要设备的诊断技术

2.2.1 辊压机

在实际应用中，辊压机主要被用于坚硬物料的粉碎，比如水泥和矿石等。常见故障位置为滚动轴承，进行故障诊断时，多使用数据采集器和计算机系统等，检测设备的温度和振动情况。需注意的是，水泥制造企业使用的辊压机，对设备性能的要求更高，通常要配置专业的检修技术人员，负责日常管理和维护。日常运维管理工作中，定期使用存储测温仪以及振动仪，对辊压机运行情况进行检测。

2.2.2 破碎机

目前，关于破碎机故障诊断作业中，常用的故障诊断方法包括神经网络技术以及证据理论融合等。其中，神经网络诊断技术的应用，是通过测量各类参量，利用神经网络，进行测量空间到故障空间的映射，最终实现故障快速诊断。经过训练的神经网络，可存储相关过程的知识，根据机械设备的正常历史数据，进行网络训练，再根据实际测量的数据，进行对比分析，最终确定设备故障。证据理论融合法的应用，是基于设备的复杂性以及影响因素不确定性特点，运用贝叶斯法以及证据理论方法，进行故障诊断。具体操作中，通过温度数据和振动监测数据，进行故障诊断，实现故障的精准快速诊断。

2.2.3 水泵和大型风机

水泥机械设备日常管理以及维护，水泵以及大型风机是重点对象，故障诊断部位为滚动轴承以及机体。在具体操作中，采用脉冲诊断法，开展设备运行状态检测，能够实现快速诊断。诊断原理和破碎机的相同，都是通过温度检测和振动情况监测，根据滚动轴承以及机体运行情况，开展故障诊断分析[1]。

2.2.4 球磨机

从水泥机械设备故障诊断实践来说，对于球磨机的故障诊断，主要检测的部位为空轴滚动轴承与磨机基础等，通过上述分析，了解球磨机发生的故障，主要在轴承等位置，因此为重点检测对象。在检测中，多采取测温法和测振法、抽样检测分析法等。在进行滑动轴承的诊断时，运用声发射检测法和油样检测分析法等，开展故障诊断分析。诊断磨基础故障时，运用数据采集器以及计算机系统，辅助诊断工作的开展。

2.2.5 回转窑

回转窑故障诊断，主要检测的部位为滑动轴承和筒体等。诊断筒体以及轮带时，采取间隙测量法和温度检测法，进行故障快速检测。诊断滑动轴承故障时，采用的是声发射和油样分析法等。诊断传动部位故障时，通过温度检测和振动监测等，进行故障分析。对于筒体和轮带等部位，使用筒体扫描仪或者红外测温仪等，开展故障检测[2]。

3 水泥机械设备的故障和诊断技术的应用实例

3.1 案例概述

以某企业为例，配置了2套辊压机联合粉磨系统。设备的基本情况如下：①规格为φ1600×1500；②磨料通过量为780t/h；③辊子线速度为1.57m/s；④装机功率为2×1120kW；⑤电机输出转速为1490r/min。设备运行2年后，出现辊压机振动距离和机架底座开裂等情况。经过多次检修，没有彻底解决振动问题等，影响着生产作业的开展，决定对其进行彻底检修。现结合此故障处理，分析诊断技术的具体应用，总结诊断技术的应用策略。

3.2 故障情况和原因分析

为明确辊压机振动以及轴承损坏的具体原因，选择空载时，对高速轴轴承以及机架底座，开展振动测量作业。2号辊压机振动测量结果如下：①减速机输入轴轴承空载振动测量结果。固定辊减速机的径向测量结果为 9.0、9.8、7.3、6.9；轴向测量结果为 2.9、4.9、5.4、3.0。活动辊减速机径向测量结果为 12.2、12.8、13.5、10.3；轴向测量结果为 4.2、5.1、5.6、6.5mm/s。从结果来说，输入轴轴承位置振动相对较大。②机架底座空载振动测量结果。垂直方向振动测量结果为2.8、5.1、1.4、2.0mm/s；水平方向测量结果为1.4、1.7、0.8、1.5mm/s，振动很大。经过全面检查了解，固定辊的电机和减速机之间产生了4.41mm的高差；活动辊的电机和减速机之间产生了5mm的高差。经过检查，电机和减速机等的安装，都符合标准。后使用光学水准仪，开展机架底座标高的测量，最终发现传动侧底座比传动侧要低，最大高差达到9.5mm。综合各类检测结果，明确辊压机振动故障的产生，是因为基础不均匀沉降，使得机架两侧底座产生高差，各个轴承座位置偏差，使得设备振动。

3.3 故障处理方案

通过故障诊断分析，明确了故障产生的具体原因，结合设备使用实际情况，最终决定解体辊压机，重新进行安装，保证辊压机能够稳定运行。故障处理方案如下：①拆除解体辊压机；②重新制作砂墩，并且更换地脚螺栓，使用大螺栓；③更换电机底座等。从故障诊断和维修情况来说，采用振动测量等方法，结合运用检测设备，能够提高故障诊断工作的效率，明确故障产生的原因，进而保证故障得以有效解决[3]。

4 结束语

综上所述，水泥机械设备的故障和诊断技术应用，要结合设备的特点，合理选择故障诊断方法。在具体应用的过程中，按照故障诊断技术流程和要点，做好全面的把控，精准判断故障原因，采取故障处理措施。