王雷

摘 要： 隨著氧化鋁廠工業(yè)化進(jìn)行的推進(jìn)，氧化鋁業(yè)推動(dòng)了整體金屬業(yè)的發(fā)展。對(duì)氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備故障診斷，需要結(jié)合除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)，利用MINITAB軟件、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等分析設(shè)備劣化程度，預(yù)測(cè)設(shè)備故障。并根據(jù)故障實(shí)際情況制定相應(yīng)處理措施，達(dá)到預(yù)制維修的目的。從而提高氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備使用壽命與綜合生產(chǎn)效率，用最有效的手段實(shí)現(xiàn)氧化鋁廠生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

關(guān)鍵詞： 氧化鋁廠;除塵環(huán)保;機(jī)械設(shè)備;故障診斷

【中圖分類號(hào)】TQ424.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.25.166

1 氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備故障診斷方法

1.1 因果分析法

因果分析法是指用過去的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來的情況的一種方法，將各個(gè)時(shí)期的數(shù)據(jù)，以時(shí)間先后順序列出有序數(shù)組，運(yùn)用延伸或外推的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)，也稱時(shí)間序列法。它包括線性變化、周期變化、隨機(jī)變化等形式，其中前兩種預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確。例如用一元線性回歸法進(jìn)行預(yù)測(cè)，把時(shí)間t作為自變量x，測(cè)量數(shù)據(jù)作為因變量y，線性方程為yi=a+bxi+εi。根據(jù)x、y用最小二乘法求出線性方程的系數(shù)a和b后，做出線性方程圖，給定y值的極限值預(yù)測(cè)出時(shí)間值x。

1.2 用最小二乘法估計(jì)確定經(jīng)驗(yàn)回歸直線方程

機(jī)械設(shè)備故障參數(shù)收集氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備故障診斷以建立數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，結(jié)合鋼鐵冶煉理念，通過Kalman濾波器、等價(jià)空間方程等檢測(cè)機(jī)械設(shè)備故障。將機(jī)械設(shè)備故障診斷與整個(gè)機(jī)械控制系統(tǒng)相結(jié)合，考慮到其中部分影響因素，通過過去機(jī)械運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來運(yùn)行情況[1]。根據(jù)機(jī)械設(shè)備各個(gè)時(shí)期運(yùn)行數(shù)據(jù)，以時(shí)間先后數(shù)據(jù)順序列出有序數(shù)組，運(yùn)用外推或延伸的方法，將數(shù)據(jù)按照隨機(jī)變化、周期變化、線性變化等進(jìn)行時(shí)間裂序。將設(shè)備故障參數(shù)中作為自變量x，檢測(cè)數(shù)據(jù)為因變量y，則得到線性方程：

解線性方程公式，根據(jù)回歸線性方程得到相關(guān)故障系數(shù)r：當(dāng)r→1時(shí)，x與y之間線性關(guān)系最大，且根據(jù)r等于0.7時(shí)為弱相關(guān)，得出r≥0.7時(shí)為強(qiáng)相關(guān)。當(dāng)r→0時(shí)，x與y之間的線性關(guān)系最小。根據(jù)這一關(guān)系，對(duì)除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，從而實(shí)現(xiàn)故障參數(shù)預(yù)警。

1.3 分析、測(cè)定剩余壽命步驟

（1）收集原始數(shù)據(jù)要考慮最易劣化的部位的參數(shù)，且這些數(shù)據(jù)能真實(shí)、準(zhǔn)確地反應(yīng)緩慢變化的設(shè)備技術(shù)狀況。

（2）用 MINITAB 軟件繪制散點(diǎn)圖，分析曲線的趨勢(shì)特征。一般設(shè)備的振動(dòng)值上升一直到達(dá)臨界值以前，大多呈線性趨勢(shì)分布。

（3）創(chuàng)建振動(dòng)值與時(shí)間的擬合直線圖，得出經(jīng)驗(yàn)回歸直線方程。

（4）通過相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)法檢驗(yàn)擬合效果，其中r為相關(guān)系數(shù)，r a 為相關(guān)系數(shù)臨界值。當(dāng) r > ra 時(shí)，認(rèn)為振動(dòng)值與時(shí)間之間線性關(guān)系顯著，反之，認(rèn)為振動(dòng)值與時(shí)間之間線性關(guān)系不顯著。

（5）用得到回歸方程算出設(shè)備的剩余壽命。

1.4 機(jī)械設(shè)備故障部位診斷

氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備在經(jīng)過故障參數(shù)收集后，對(duì)所收集原始數(shù)據(jù)實(shí)際情況結(jié)合設(shè)備最易劣化部位實(shí)際參數(shù)，將真實(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)變化直接反饋出來[2]。并利用MINITAB軟件，將反饋數(shù)據(jù)繪制成散點(diǎn)圖，分析整體設(shè)備運(yùn)行曲線變化趨勢(shì)特征。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行值上升到臨界值前，整體呈線性分布趨勢(shì)特征。根據(jù)線性時(shí)間與運(yùn)行值，以及擬合曲線圖，得到經(jīng)驗(yàn)回歸直線方程。通過相關(guān)系數(shù)檢測(cè)結(jié)合，將r作為相關(guān)系數(shù)，設(shè)ra為相關(guān)系數(shù)臨界值。當(dāng)r>ra時(shí)，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)間值與運(yùn)行值之間線性關(guān)系最為明顯，反之則時(shí)間值與運(yùn)行值之間線性關(guān)系最不明顯。通過回歸方程，以及相關(guān)數(shù)值，得到設(shè)備故障點(diǎn)坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障部位診斷。

2 氧化鋁廠除塵機(jī)械設(shè)備故障處理措施

2.1 齒輪故障處理措施在氧化鋁廠除塵機(jī)械設(shè)備零件中，齒輪對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)性能產(chǎn)生直接影響。在實(shí)際設(shè)備運(yùn)行過程中，齒輪會(huì)承受振動(dòng)情況，根據(jù)相關(guān)圖譜上產(chǎn)生變頻帶，從而判斷齒輪實(shí)際振動(dòng)情況。在齒輪故障護(hù)理措施中，主要分為針對(duì)在齒輪嚙合部位的頻譜分析，根據(jù)齒輪運(yùn)行過程中相互交錯(cuò)的傳遞動(dòng)力隨著齒輪數(shù)的不同，其載荷變化時(shí)相對(duì)剛度產(chǎn)生的周期變化，判斷齒輪運(yùn)行情況。當(dāng)齒輪出現(xiàn)問題時(shí)，診斷信號(hào)與其他齒輪振動(dòng)信號(hào)不同。根據(jù)齒輪實(shí)際運(yùn)行情況，調(diào)整齒輪數(shù)與齒輪間磨合情況，排除齒輪運(yùn)行故障。

2.2 滾動(dòng)軸承故障處理氧化鋁廠除塵機(jī)械設(shè)備軸承如果出現(xiàn)振動(dòng)問題，則會(huì)對(duì)部件造成破壞。通過對(duì)滾動(dòng)軸承振動(dòng)頻率信號(hào)分析，找到問題出現(xiàn)部位。當(dāng)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)壓痕或腐蝕等故障時(shí)，對(duì)軸承檢測(cè)信號(hào)頻率會(huì)出現(xiàn)不同。每一個(gè)滾動(dòng)軸承零件都有著固定頻率，根據(jù)其頻率特征，在故障發(fā)生時(shí)，通過對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行相關(guān)處理，將其調(diào)整為正常頻率，從而排除滾動(dòng)軸承故障[3]。

對(duì)氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究，結(jié)合氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備的歷史點(diǎn)檢數(shù)據(jù)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、圖表法等進(jìn)行分析和判定設(shè)備劣化程度，預(yù)測(cè)設(shè)備的使用壽命，盡可能用最有效的手段為企業(yè)獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)語：氧化鋁原料作為我國(guó)金屬行業(yè)中重要的基礎(chǔ)工業(yè)原料，其在金屬行業(yè)中有著不可替代的作用。除塵風(fēng)環(huán)保機(jī)械作為氧化鋁廠生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，其工作質(zhì)量直接影響到整體氧化鋁生產(chǎn)效率。目前來說，除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備由于其工作環(huán)境較為特殊，氧化鋁廠使用設(shè)備經(jīng)常由于振動(dòng)過大而被迫停機(jī)，檢修過后在短期運(yùn)行后也會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)情況，造成設(shè)備內(nèi)部軸承等零件損壞。因此提出氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備故障診斷及處理措施，針對(duì)設(shè)備故障部位作出局部提出有效解決措施。

除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備如果發(fā)生故障，會(huì)對(duì)氧化鋁廠整體生產(chǎn)運(yùn)行產(chǎn)生極大影響。為提升除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備維護(hù)水平，對(duì)氧化鋁廠除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備故障診斷方法開展研究，并提出相應(yīng)處理措施。根據(jù)機(jī)械設(shè)備故障參數(shù)收集與故障部位診斷，確定設(shè)備具體故障部位，并根據(jù)具體故障部位，提出相應(yīng)處理措施，有效為今后除塵環(huán)保機(jī)械設(shè)備的檢修與維護(hù)工作提供參考。

參考文獻(xiàn)

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