數(shù)字信號處理系統(tǒng)在冶煉廠軋機軸承故障處理中的應(yīng)用研究
2023-10-09
王永超 曹利之 劉建亮 范世剛 孫悅鵬
摘 要：軋機設(shè)備是冶煉廠常用的設(shè)備之一，而軋機設(shè)備的重要的零件就是軸承。軋機軸承的運行狀態(tài)直接影響冶煉廠的正常生產(chǎn)運轉(zhuǎn)。因此，冶煉廠軋機軸承故障處理具有重要工作意義。隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字信號處理系統(tǒng)已經(jīng)在工業(yè)生產(chǎn)中的到了廣泛應(yīng)用。利用數(shù)字信號處理系統(tǒng)，采用全新的信息化手段與方法，及時準確的獲得冶煉廠軋機軸承故障信息，并據(jù)此提出故障處理辦法，具有重要意義。
關(guān)鍵詞：數(shù)字信號；冶煉廠；軋機軸承；故障處理
冶煉廠是我國重要的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，軋機是冶煉廠生產(chǎn)線上重要的生產(chǎn)機械設(shè)備。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，冶煉廠的產(chǎn)量也在逐年上升，然而對軋機設(shè)備使用周期有了更高的 要求。傳統(tǒng)情況需要找專業(yè)維修工人對軋機設(shè)備進行檢測與維修，這就導(dǎo)致軋機生產(chǎn)線的暫停，加大了冶煉廠的生產(chǎn)成本。運用信息化的手段改進傳統(tǒng)的冶煉廠軋機設(shè)備故障處理與維修變得尤為重要[1] 。軋機軸承安裝方便，運行阻力小，在軋機生產(chǎn)線上承擔(dān)著重要的任務(wù)，直接影響冶煉廠的生產(chǎn)成本，是冶煉廠的核心設(shè)備。軋機軸承故障的處理是非常重要的，初期只是聲音、振動方面的故障，如果不能及時發(fā)現(xiàn)就會導(dǎo)致生產(chǎn)線的停產(chǎn)、設(shè)備的損壞等。因此，在日常工作中對軋機軸承的保養(yǎng)也需要具有一定的判斷能力。傳統(tǒng)的人工判斷方式已經(jīng)不能順應(yīng)時代的變化[2] 。數(shù)字信號處理系統(tǒng)為冶煉廠軋機軸承的故障處理以及故障的預(yù)判提供了科學(xué)有效的方法，是確保軸承安全運行的根本方法，也是確保冶煉廠正常生產(chǎn)的重要手段。
1 軋機軸承故障實時監(jiān)測
軋機軸承故障實時監(jiān)測。主要就是根據(jù)軸承工作狀態(tài)的設(shè)備參數(shù)，例如：溫度、振動、壓力、工作時間等特征進行實時記錄，檢測這些與軸承工作狀態(tài)息息相關(guān)的內(nèi)容是否與正常值相符，從而檢測軸承是否出現(xiàn)故障或可能出現(xiàn)故障。通過數(shù)字信號處理系統(tǒng)，將軸承工作情況轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 以特定參數(shù)作為衡量軸承是否正常運行的指標。溫度的升高、壓力的變大以及開關(guān)時間都將是重要數(shù)據(jù)，需要在軋機軸承故障實時監(jiān)測過程進行數(shù)據(jù)收集，為后續(xù)故障診斷以及對策提出提供有效參考。數(shù)字信號處理系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)需要進行有效的保存，便于后續(xù)工作的開展。軋機軸承故障實時監(jiān)測系統(tǒng)是一種科學(xué)、有效的預(yù)判系統(tǒng)以及信息處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以排除外界的干擾，基于軋機軸承的工作特點，尋找和分析軋機軸承故障信號，通過故障信號的收集，判斷出故障種類，從而根據(jù)故障種類自動采取處理手段或者發(fā)出相應(yīng)的警報，以供專業(yè)工人及時發(fā)現(xiàn)問題解決問題。
圖1中清晰的描繪了軋機故障實時監(jiān)測工作原理。模塊檢測需要與軋機軸承鏈接在一起，通過收集軋機軸承相關(guān)頻 率，通過放大器、壓力感應(yīng)器等進行物理轉(zhuǎn)換，將故障內(nèi)容轉(zhuǎn)換長數(shù)字信號，然后通過對比器以及跟蹤器對故障內(nèi)容進行對比與追蹤，從而確定軋機軸承的故障情況。數(shù)字信號處理系統(tǒng)是一個自動化的故障處理系統(tǒng)，通過將常見軸承故障進行編碼，從而判斷出軋機故障的實施情況。
2 軋機軸承故障診斷
軋機軸承故障診斷主要是通過對軋機軸承本身及運作過程進行信號采集、檢測、對比和判斷，從而判斷出軋機軸承故障的具體位置、種類與原因，預(yù)判軋機軸承故障，發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險，根據(jù)系統(tǒng)處理結(jié)果選擇對應(yīng)的軋機故障處理方法與措施。通過數(shù)字信號處理系統(tǒng)對軋機軸承故障進行預(yù)警與判斷，能夠保證冶煉廠在規(guī)定的時間內(nèi)完成工作任務(wù)，確保冶煉廠的正常運行。軋機故障診斷是根據(jù)數(shù)字信號處理系統(tǒng)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行對比，從而找到軸承故障源頭。通過相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過系統(tǒng)比對，確定影響因素的影響程度，從而估計出軸承故障等級。軋機軸承需要在一定的工作環(huán)境下以一定的轉(zhuǎn)速有效的運行，從而保障軋機整個機械系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。軸承故障診斷就是要通過數(shù)字信號處理系統(tǒng)，對軸承工作信號進行收集、分析和處理來判斷軸承是否存在故障。軸承故障判斷主要是進行軸承是否正常工作的判 斷，一旦確定軸承存在故障就需要通過數(shù)字信號系統(tǒng)中的故障模型進行模擬測算，從而得出軸承故障嚴重程度、未來危害程度、需要做出的解決對策等。
3 軋機軸承故障的處理與對策
根據(jù)數(shù)字信號處理系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)、判斷結(jié)果，通過系統(tǒng)的綜合分析模塊?對軸承工作狀態(tài)的未來趨勢做出應(yīng)有判斷，得出軸承故障等級。軸承故障等級直接影響處理對策的 選擇，等級越高，處理對策需要越完備、越及時，有時需要做出暫停機器設(shè)備運行的決定；等級越低，處理對策需要具有針對性，需要對具體的位置進行適當?shù)男薷幕蛘呖刂疲挥绊懻麠l生產(chǎn)線的生產(chǎn)。軸承故障的處理與對策，是數(shù)字信號處理系統(tǒng)在軸承故障處?中應(yīng)用的臨末一個環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到冶煉廠軋機能否正常運轉(zhuǎn)，直接關(guān)系到軋機軸承故障能否完全解決，是否能夠確保軋機軸承長時間的工作運行。隨著科技的進步，數(shù)字信號處理系統(tǒng)在軋機軸承故障處理中的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍。傳統(tǒng)的傅里葉信號分析已經(jīng)不能適應(yīng)新的時代，數(shù)字信號處理系統(tǒng)是該領(lǐng)域新的突破性進展，使得整個故障處理過程脫離計算機設(shè)備，安裝與使用過程變得更加方便、簡潔與靈活。
4 結(jié)語
隨著我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，以及科學(xué)技術(shù)的不斷進步，兩者必然會發(fā)生聯(lián)系，互相提供便利。軋機軸承故障預(yù)警與處理在當下工業(yè)發(fā)展水平下，必然會發(fā)生巨大變化。在 日常工作過程中，要不斷的完善軋機軸承數(shù)據(jù)信息的采集工 作，提高數(shù)字信號處理系統(tǒng)的檢測能力，逐步探索數(shù)字信號處理系統(tǒng)直接解決軋機軸承故障問題，不斷進行改良與創(chuàng)新。
創(chuàng)新是一個行業(yè)或者一種技術(shù)發(fā)展的根本動力，通過解決日常工作中遇到的難題，對現(xiàn)行解決方法與應(yīng)用手段進行分析與改進，從而提高技術(shù)應(yīng)用效率，提高生產(chǎn)產(chǎn)量，從而 順應(yīng)時代的要求。因此，需要不斷的對軋機軸承故障處理系統(tǒng)進行探索，創(chuàng)新出更加符合冶煉廠給可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)，為冶煉廠的發(fā)展以及國家工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出巨大貢獻。
【參考文獻】
[1]王炳超.軋機軸承故障及防范措施[J].南方農(nóng)機,2019,50(10):208- 209.
[2]夏冬梅.高線軋機軸承振動在線監(jiān)測與故障診斷分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2018(03):154+156.
來源：《世界有色金屬》 2019年11期
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