轧钢机械设备的故障诊断及处理措施研究

徐晓惠

（河钢股份有限公司承德分公司 河北省钒钛工程技术研究中心，河北 承德 067000）

因钢铁行业的整个生产过程是一个封闭的系统模式作业，生产系统的运行必须由多个工序有效衔接。其中，若某个环节或设备零部件出现故障，势必影响生产运行。因此，有必要对故障进行诊断并采取有效措施。

1 轧钢机械设备

轧钢机械设备是指轧钢生产中完成一系列工艺过程的设备，其分为主要设备和辅助设备两大类。主要设备是车间构造的特征，其中最重要的设备就是轧钢机，它是以实现金属在旋转的轧锟间依靠轧制作用而发生塑性形变的过程。而辅助设备也有其重要的作用，辅助设备是指除轧钢机之外其他一切设备，起着调节的功用，同时使机械化更加完善、高效。轧钢机械设备的主要应用是生产钢材，如型材、线材、钢管等金属材料，提供给各行各业作为生产应用的产品,主要是通过两个旋转的轧辊，通过轧制生产出所需的钢材形状和尺寸。轧机设备品种多样，有型钢轧机用于生产型材，板带轧机可生产板带材料，钢管轧机为主要生产钢管的设备。利用轧钢机械设备生产钢材的过程在国民经济中具有重要地位,生产出的钢材不仅产量多，而且性能好，广泛应用于建筑、加工、有色金属、电子、管件、机械、仪器制造、高科技等领域。

2 轧钢机械设备目前的使用状况

近年来，随着社会的快速发展，轧钢机械设备的竞争越来越激烈，企业想要让轧钢机械在生产中发挥更大的作用，就必须要重视轧钢设备的管理制度。但由于多方面因素的影响，企业在轧钢设备管理制度的执行过程中面临着很多问题需要解决，如何协调企业机械设备的管理工作，合理解决管理过程中存在的矛盾，能合理有效地对轧钢机械设备进行使用，提高管理和维护水平。根据目前的使用状况，轧钢设备的管理是亟需解决的问题，应对机械设备制定合理的管理体制，并采取科学的操作措施进行管理，这种轧钢机械设备的合理管理措施对企业增强市场竞争力有着重要的意义。

3 轧钢机械设备诊断故障的依据标准

在对轧钢机械设备振动故障进行检测诊断的过程中，主要运用以下方法来进行振动故障的诊断，即判断故障定量、相对故障判断及类比方法。由于轧钢机械设备在运行的过程中会有着很多种类故障，因此有关的监测诊断人员单凭自己的经验理解去诊断较片面，必须结合有关实际情况和相关数据进行科学诊断。一般来说，工作状态、故障类型、轴承种类、实际转速及检测装置的位置等差异都会对轧钢机械设备的诊断故障产生影响，所以在诊断的依据标准上，应有着相应指标的判断。这种判断指标，是在相应的时间内，对有着一样工作方式并且处在同一位置的轧钢机械进行相同的测试，再将测量结果和正常数据进行对比分析，就能诊断轧钢机械的振动故障程度。

4 故障诊断流程

众所周知，轧钢机械设备一旦出现任何故障问题，都会直接影响轧钢工作的提升。因此，如何在有效的时间内有针对性地制定科学有效的诊断方案和诊断流程，将会大幅提升工作人员的诊断效率。轧钢机械故障诊断流程主要依据工作目标和工作任务，将其进行细化，可分为以下几步。①熟悉轧钢故障诊断标准，对轧钢机械设备进行检查。②确定参数。③确定故障诊断目标和诊断任务。④明确检测内容。⑤安装检查传感器，现场检测机械。⑥根据检测内容，扩宽资料收集渠道，对故障、检测数据进行探究分析。⑦通过对比分析法，对轧钢故障数据进行特征分析。⑧分析结果，并生成检测报告。根据检测报告得出最终结论。相对而言，轧钢机械故障检测结果容易造成主观或客观上的失误，这就需要相关工作人员在日常工作中引起高度重视，从而达到提高检测工作效率的目的。

5 轧钢机械设备故障诊断技术意义

当前，工厂中使用的轧钢机械属于大型的旋转机械设备，该类设备属于钢厂的核心技术和关键设备，只有确保其能正常工作，才能确保企业能正常经营运转，因此必须加强对这些设备的研究分析。对于此类旋转机械而言，转轴组件属于其核心部件，转轴组件又是由诸多的联轴器、齿轮、圆锥滚动轴承、滑动轴承、蜗轮蜗杆传动件等机械部件组成，所以其内部结构较为复杂。通过查阅大量的设备故障记录得知，此类旋转机械最为常见的故障是振动异常，对于此类通病有经验的师傅尚且还能看出一些端倪，但对于一些新手来说该项工作太过于复杂，因此探究一种新型且科学有效的故障诊断方法对轧钢企业的发展具有一定的现实意义。

6 轧钢机械设备故障诊断与安全运转的关系

为了使轧钢机械设备进行安全的运转，相关工作人员需要通过建立故障诊断在线监测体系，实时监控减速机、转子、轴承运行状态及设备振动参量状态，同时采用最先进的监控技术，最大程度延长设备的预警时间，并通过智能的专家诊断，精确诊断故障源，方便后续相关施工技术人员对存在的故障、安全隐患进行处理，最大程度地保障轧钢机械设备的安全运转。随着社会经济的快速发展，目前对于工业生产安全运转方面的要求已经越来越高，这也代表着轧钢机械设备对于故障诊断工作者的需求程度变得越来越高。

7 轧钢机械设备的常见故障及其原因

（1）转子振动不平衡造成的故障问题。在轧钢厂生产中，机械设备往往会出现不同类型的故障问题，其中最常见的就是由于转子振动不平衡而造成的设备故障。轧钢机械设备的生产质量是保障后期稳定运行的关键，因此生产制造过程非常重要，另外机械设备的安装过程同样也十分重要，在机械设备安装过程中，要严格按生产工艺和安装要求进行安装，特别是要注意做好对转子的安装工作，如果转子安装不合理，将会严重影响后期机械设备的正常使用。例如，转子的中心安装若出现偏移，会导致转子的不平衡现象，机械设备在这样的状态下运行，会发生转子振动不平衡问题，造成机械设备出现故障，进而影响企业的正常生产。在轧钢机械设备运行过程中，要定期对机械设备进行润滑，如果超过一定的时间没有进行润滑，转子就会在运行中出现严重的磨损，转子的偏转直接导致机械设备出现故障问题。例如，机械设备零部件的直接接触会产生严重的磨损现象，长时间的转子振动不平衡会导致机械设备的振动和松动，对机械设备的正常运行产生严重影响。

（2）辊道的故障与润滑不当造成的问题。在轧钢生产设备中，除磷机是非常重要的设备，主要包括电机、齿轮及滚动轴等设备和部件，除鳞机往往与钢材直接接触，一旦无法正常工作，就会导致机械设备产生故障，影响轧钢的正常生产。当除磷机出现故障时，要及时采取措施进行处理，否则会造成更多故障问题的发生。除磷机出现故障后，往往先要对其进行重新设计，改善除磷机的工作性能，保障轧钢生产的实际需要。在轧钢生产过程中，需要对钢胚进行加热，同时除鳞机会发生一定的氧化反应，随着时间的积累，氧化程度越来越厉害，最终会在其表面形成一层厚厚的氧化皮，导致除磷机无法正常工作，这是故障产生的主要原因。另外，氧化层与轧钢产品直接接触，会影响轧钢产品的成品质量，因此需利用高压水进行除鳞。除鳞机辊道通常在钢材加热炉的炉口部位，如果出现故障可能会使轧机出现停车现象，导致轧钢生产工作的停止。在长时间的高温烘烤和高压水冲蚀情况下，轧钢机械设备的工作环境十分恶劣，影响机械设备的性能和使用寿命，也容易导致各种故障问题的发生。

（3）滚动轴承与轴承箱的常见故障及原因。滚动轴承是轧钢机械设备的重要零部件，在设备的运行过程中起着至关重要的作用，滚动轴承一旦出现问题就会直接影响设备的正常运行。在滚动轴承的工作过程中，往往会受到机械设备振动的影响而引起故障问题，设备部件的振动频率是引起滚动轴承发生故障的主要原因，滚动轴承出现故障最终会造成整个设备系统停止运转。造成滚动轴承故障的原因较多，例如在搬运和安装设备过程中，如果出现磕碰设备的现象，就可能会使滚动轴承受到损坏，导致滚动轴承无法正常工作；如果滚动轴承的规格选择不当，会对机械设备的正常运转造成严重的影响；如果对轴承润滑不当，会使轴承发生严重的磨损而引发故障问题。一旦轧钢机械设备中的轴承烧坏，就必须立即停工进行修理，修复烧坏的滚动轴承往往需要半天的时间，给企业造成一定的经济损失，因此要加强对滚动轴承的检查和养护工作，最大限度地保障滚动轴承的正常工作时间。

8 解决轧钢机械设备常见故障的措施

（1）重视并做好机械设备故障数据的采集工作和除磷机的改造工作。当设备发生故障后，需要对故障的数据进行采集，有利于技术人员对故障的科学诊断，并及时采取修复处理措施，恢复正常生产工作。数据的采集包含转子的振动频率、电机振动、齿轮振动及滚动轴的振动等方面，除机械的运转数据采集外，还需要将生产系统中的润滑部分和除鳞降温的关键部分的数据进行采集和分析。在进行设备的故障数据采集时可采用键相信号触发方式，这种方式采集数据可分为自动键相和手动键相。另外，要做好对除鳞机的改造工作。

（2）干油润滑系统的配合使用。现代化的轧钢厂往往规模较大，生产任务繁重，机械设备需要进行长时间的运行，进行快节奏的连轧生产作业，因此需要对设备进行定期检修和保养，特别是辊道轴承需要得到良好的润滑，才能更好地保障生产工作的顺利进行。如果润滑不到位或养护不及时，就会造成轴承损坏和设备磨损等情况，使设备的正常运转无法得到应有的保证，影响企业的正常生产。在轧钢机械设备中，除辊道外还需要进行干油润滑，这样才能减少设备的故障发生率。干油润滑主要是在轧钢设备处于高压或高温度下工作的摩擦表面起润滑作用。可用于润滑具有变动荷载、震动和机械冲击的辊道或轧制部分。通常在轧钢设备中，干油润滑可分为分散润滑和集中润滑两方面。

（3）做好机械设备管理评优工作。对于轧钢机械设备来说，其管理和维护工作有了更高的发展，有必要做好设备的维护工作，协调各方面的关系，还要明确管理和维护的目标。轧钢机械设备投入生产后，经过一段时间的应用，必然会出现不同程度的故障。因此，企业应从实际出发，分派专业的维修人员，并按照相应的标准和设备的操作规程。对机械设备进行日常维护，从而提高生产水平，使机械设备得到充分维护。此外，随着技术的不断发展，轧钢企业也应与时俱进，引进先进的机械设备，完善相应的管理机制。然而，在实际工作中，由于缺乏管理对策，管理的严重代价较低。效率高，难以满足当前的生产需要。因此，除了适当引进先进的生产设备外，还必须制定有针对性的管理标准，做好管理评审工作，进而提高员工的积极性和主动性，使企业能获得更多的经济效益。

综上所述，随着工业化进程的推进，钢铁行业在推动社会经济发展方面发挥了巨大推动作用。而机械设备作为钢铁行业生产中一个重要的组成部分，其质量关乎生产的运行质量和效率。针对其常见的故障诊断方法和处理对策进行了探究，从而为机械设备的检修和维护工作提供参考。