冶金生产中轧钢机械振动原因与故障处理

李媛媛

（唐山科技职业技术学院，河北 唐山 063000）

在轧钢机械的生产运行过程当中，可能会出现各类故障，降低其运行的稳定性，影响到正常的生产，如异常振动便是其最为常见的故障之一，并且由于振动还可能会引起其他的故障，从多个方面严重降低轧钢生产的质量、效率和安全性，为此我们应当将对轧钢机械振动的原因分析与处理作为一个重要的课题，积极加强相关的研究、探讨与实践，以提高轧钢机械运行的稳定性，保障正常的轧钢生产。

装备制造业是我国的基础行业，轧钢机械设备的生产和应用将直接影响我国的社会生产力。基于我国对装备制造业提出的高质量生产要求和精细化生产要求，切实掌握轧钢机械振动故障的产生原因，提高故障诊断效率至关重要，是不断优化轧钢机械设备生产流程，加强质量管理体系建设的基础[1]。

1 轧钢机械振动的故障分析

1.1 转子振动

转子振动在钢轧制设备中更为常见，原因有几个。第一是由于在运行过程中，即转子在轧机运行期间的状态下，速度通常很高。由于转速高，极易受到过度磨损，老化和振动的影响；第二是安装期间转子未严格遵守相关标准和规范，并且存在安装遗漏，例如错误的安装距离和相对位置比，从而导致安装不合格。在这种情况下，当轧机启动并运行时，可能会产生振动，并且轧制生产无法正常进行。

1.2 电机振动

在轧钢设备运行期间，发动机也是非常重要和必要的部件，它也与轧钢生产的质量，效率和安全性有关，并且还会在轧机中引起振动。例如，电动机本身有故障且不能平稳运行，或者电动机和转子的安装不对称且不符合安装规范，则这会在轧机中引起振动。此外，如果电动机高速运行，定子和转子之间的电压不平衡会引起轴系统的振动，甚至可能导致严重的故障，例如松动和断裂。

2 掌握轧钢机械振动特征的必要性

在有力政策的支持下，我国轧钢专用设备行业具有了优良的发展空间和宽广的发展平台，以国家发改委《我国装备制造业制度创新和世界装备制造业发展情况》为基础，轧钢机械设备生产质量有效提升，以下对掌握轧钢机械振动特征的必要性进行介绍。第一，在第四次工业革命影响下，相关现代化科技已经在社会生产和机械制造中得以有效应用，轧钢机械设备的应用覆盖面逐步拓展，掌握轧钢机械振动特征能够对轴承的磨损情况进行动态分析。基于轴承在轧钢机械中的重要作用，实时掌握磨损情况，有助于提高机械设备维护的针对性，延长机械设备的使用年限[2]。第二，轧钢机械振动将在一定程度上影响钢锭、钢坯制造质量，掌握轧钢机械振动特征，可在轴承技术动态观测中建立明确的数据指标和运行标准，有助于全面把握轧钢机械设备运行状态，并根据高质量生产要求和精细化生产要求，实现生产流程优化和机械设备更新，促进我国装备制造业持续健康发展，提高社会生产力，加快我国的现代化发展步伐。由此可知，掌握轧钢机械振动特征至关重要[3]。

3 轧钢机械设备异常振动

3.1 转子振动异常

由于转子在安装过程中所产生的误差，导致在设备运行过程中因环境温度的变化以及运行产生的压力负荷影响下，转子会出现振动异常，出现转轴松动或转子松动等现象，改变了转子原有的频率从而导致转子和轴承的损坏[4]。

3.2 电机振动故障

由于转子安装过程中的问题，包括安装的不对称等，或者转子与定子之间的电压不稳定等，会导致电机在运行过程中不断摩擦而出现松动、异常等问题。

3.3 齿轮机械振动异常

由于设备运行过程中速度较快、压力较大，齿轮的波动幅度超过了其负载能力，齿轮会出现严重的磨损和尺根的断裂问题，从而严重影响到轧钢机械设备的良好运行。

3.4 滚动轴承故障

滚动轴承在设备运行过程中，由于外圈、内圈等组件的通过频率与设计标准中计算出来的频率数值不一致，则会引发设备的运行故障。

4 轧钢机械设备的管理与维护中存在的问题

4.1 未能建立完善的轧钢机械设备管理体系

当前，大多数钢厂缺乏对机器和设备管理的了解，无法创建必要的控制系统。结果，没有“系统”可用于特定的管理工作，并且没有考虑用于轧制生产和管理的特定技术。根据这些档案，一个普遍的问题是，企业对钢轧制设备的管理不善，缺乏规章制度[5]。引进新设备后，一些企业没有注册使用新设备，这也是导致轧钢管理混乱的重要因素。此外，一些钢厂仍然存在。由于人员在日常生产中的高度机动性以及人员配置和日程安排的复杂性，因此各自的经理无法在企业的生产中发挥适当的管理作用。在进行相关管理工作时，忽视了生产经营者的有效管理，致使不能适当地维持轧钢机械设备的管理，加剧了轧钢管理混乱的问题。

4.2 企业相关机械装备较为落后，设备添置不合理

在当今市场经济持续发展的条件下，它创造的竞争形式不容乐观。当今的市场经济主要集中于人才和技术的竞争。面对如此严峻的发展形势，如果各钢厂无法及时改变过时和过时的设备管理方式，将陷入困境，其生产和招标将进一步受到限制。因此，如何随着企业的落后发展而改变形势，适时改进旧的机械管理方法，是企业快速、可持续发展的关键。作为一名成功的企业管理者，必须在激烈的市场竞争中了解技术的发展，及时引进先进的轧钢机和设备，并通过科学的管理提高企业的整体生产能力[6]。但是，考虑到各公司引进轧钢设备的现状，大多数公司无法结合自己的条件来制定符合自身实际情况的设备采购计划。同时，对市场上相关设备的发展前景缺乏正确的认识是，所购买的机械设备根本无法解决和满足企业生产的客观需求。尽管有些企业引进了先进的机械设备，但是其使用效率显然不足，导致设备的停机时间延长，这不仅消耗了企业资源，同时也限制了企业的长期发展[7]。为了使机械设备的生产效率最大化，一些轧钢企业无意中增加了机械设备的数量，而忽略了实际生产消耗，资源使用和所购设备的环境保护的局限性。资本支出的消耗无法照常维持，导致设备利用率逐渐下降，只能停止使用某些设备，进一步消耗了企业资源，给关联企业带来了巨大的经济损失。

5 轧钢机械振动优化

5.1 轧钢设备机械振动设计控制

做好轧制设备机械振动分析需要收集大量的轧制设备机械振动数据。由于设备运行过程中的机械速度较低，因此在数据收集过程中必须将机械振动数据收集长度控制在2048 以内。在广泛收集机械振动数据之后，将对收集的动态数据进行分析。今天使用的大多数数据分析都是在线测试。为了获得良好的测试分析结果，必须在测试部分中安装具有特殊功能的传感器，以提高振动数据收集的灵敏度。由于在轴承端很难收集数据，并且在实际测量过程中使用的加速度传感器对于收集机械振动数据并不是理想的选择[8]。为了防止其他频率干扰轧钢设备的机械振动数据，在选择传感器时可以使用位移传感器代替加速度传感器，以确保测量轧钢设备机械振动数据的准确性。由于在使用轧钢设备时会受到各种内部和外部力的影响，因此在使用过程中设备的不同部分会以不同程度磨损。通过正确地测量和分析机械振动，轧制设备可以准确地抓住中间容易磨损的零件，并在此基础上优化高磨损零件的机械结构以延长设备的使用寿命。

5.2 数据采集和分析

在轧钢机械振动故障诊断中，数据采集和分析是重要的诊断流程，以下对其进行介绍。数据是轧钢机械振动故障诊断的基础，也是明确机械设备检修方法的依据。近年来，我国信息技术水平全面提升，数字化时代中大部分信息都可以转换成数据进行实时传输，这为轧钢机械振动故障诊断提供了技术平台，相关人员在轧钢机械振动故障诊断中可以有效利用物联网技术和数据挖掘技术，提高故障诊断效率。为了优化轧钢机械设备维护效果，相关人员可利用物联网技术灵活地在轧钢机械设备的相关运行环境和内部元件上布设传感器，实时获取机械设备的运行数据，掌握数据信息。物联网技术可支持数据信息高度集成和多平台传输，以此为基础，相关人员能够完成数据采集任务，继而对利用数据挖掘技术收集的轧钢机械设备故障信息进行系统分析、精细化处理和有效导出，使得检修人员和设备管理人员明确故障发生位置，根据轧钢机械设备的运行标准进行故障自检和故障排除。

5.3 做好定期维护工作

在轧钢设备的实际生产过程中，需要定期及时地对设备进行维护和监控，这与设备的维护和修理相似，采用专业的定期维护方法对设备进行优化或升级，以使设备保持良好的状态。轧钢机械设备的定期维护不仅可以及时发现设备缺陷，及时解决问题，而且可以使用这种方法对设备进行检测，从而更好地预防问题，并在一定程度上大幅度减少问题发生概率。另外，它还可以对设备提供良好的维护并延长其使用寿命，在实际的管理过程中，相关的维护管理人员由于定期的间隔而无法具体设定维护时间，因此，应灵活运用该方法进行定期维护。在实际操作中无法避免意外情况，对于这些无法预料的问题，有必要临时设置适当的维护点。同时，监视设备提供的实时信息，可用于密切监测并维护设备中易于发生的故障。维护工作需要仔细考虑许多因素，对于高精度设备，环境温度和湿度会影响设备的精准程度。因此，在维护轧钢设备时，必须合理地控制环境。然后，根据设备的实际工作状况和加工质量，在适当的环境中安装机械设备并进行定期维护，并始终注意设备的状况，并根据具体的维护结果制定相应的维护方法和计划，这种维护要求只有适当的维护人员才能注意设备，因此只能作为辅助维护方法。

6 结语

企业在管理轧钢机设备时，应当制定适当的管理制度，完善责任追究机制，履行对个人的管理和维修责任。同时，通过奖惩制度，提高了相关工作人员管理的积极性，并使用公司培训方法来提高公司工作人员的道德操守，使他们能够自觉地致力于轧钢机和设备的管理，从日常生产开始，并明知地履行其职责和义务。