冶金机电设备中振动监测和故障诊断技术分析

孙悦鹏

（山东寿光巨能特钢有限公司，山东 寿光 262700）

现代化社会背景下，人们对于高效率的追求逐渐增加，企业中的各种生产机械设备普遍处于长时间高强度运行当中，为此也增加了设备运行故障发生几率，而单纯通过人工操作无法有效发现其中的各种故障隐患，因此进一步诞生了适用于冶金机电设备的相关检测技术，能够针对设备隐患提供合理警示，而通过应用该种技术，还可以进一步降低机械事故几率，缩减设备维护成本。

1 冶金机电设备振动的危害性分析

冶金机电设备存在较高危害性，风机便属于其中代表，结合相关经验进行分析可以发现，多方面原因均可能导致风机出现有害振动，如不满足质量要求的轴承、安装精度不达标的轴承、风机动平衡问题、联轴器安装不合理等。不满足质量要求的轴承很容易导致表面损坏，有害振动会因此形成。安装精度不达标的轴承会导致逐渐加大的风机运行负荷产生，有害振动会因此加剧。风机动平衡问题源于现场动平衡校正的缺失，不均匀叶轮磨损很容易因此出现，同时会导致表面不均匀积灰、叶轮零件松动。为控制冶金机电设备振动的危害性，安装前的检查、摩擦碰撞的消除、现场动平衡校正均属于常用措施，安装前的检查需结合冶金机电设备初始振动情况，针对性控制和预防可能出现问题的部分，如安装风机前全面严格检查轴承质量与主轴精度，同时做好对轴承各部位配合度、轴承主轴同心情况、轴承游隙的检查，安装问题引发的冶金机电设备振动危害能够有效预防。摩擦碰撞的消除需聚焦密封装置安装精度，安装调试过程中需要严格检测和分析声音、温度、振动值等参数信息，辅以高水平的现场动平衡校正，即可经济、快速解决不平衡问题。为从根本上将冶金机电设备振动的危害降到最低，冶金设备在线振动监测系统的研发和引进极为关键，这正是本文研究的核心所在。

2 振动监测和故障诊断系统结构组成和操作原理

2.1 基础硬件

冶金机电设备为目标的监控系统当中，振动监测技术属于其中的核心技术，主要可以体现为在监测点在冶金机电设备中的具体设置，同时也可以当成传感器设备。冶金机电设备在正常生产中普遍会发生各种振动，该种状态下，加速度传感装置便能够采集对应点位振动信息，随后将所接收信息实施转化处理，变成电信号，借助相应的信息传输通道传送至预处理设中。由于最初采集信息较小，其中存在各种多余信息，所以需要借助预处理环节对所采集信息实施初步过滤，放大信号。结束预处理操作后，继续把信息传送到转换器内，实施信息数模转化，也是一种采样任务，最后通过终端系统处理样本实施计算，存储到硬盘内，实现全天候动态监控。同时选择有效诊断方法和技术，科学利用终端信息平台合理分析所采集各种样本，在样本内提取有效信息，准确判断设备状态，动态监测设备运行故障[1]。

2.2 软件组成

当故障监测系统在实际运行中，需要选择具备数据分析和管控功能的设备软件，借助计算机软件对振动信号实施准确分析和科学处理，具体涵盖多种渠道信号、报警信息等，随后技术人员联系最终的结果辨别机电设备运行状态，计算机系统还应该联系故障成因等实施故障预测以及故障随机分析，针对机电设备运行故障实施准确诊断，优化技术人员综合效率。针对冶金机电设备实施现场检测中，因为系统数据管理功能较为强大，能够针对操作过程实施动态监控管理。而数据实时监控主要分为三种类型数据，分别是天数据、小时数据以及分钟信息。其中的天数据的信息储存总和包括1024个数据信息。而小时数据主要储存容量为2400种数据信息。分钟数据则是在日常运维管理中按照三分钟为基础间隔采集各种基础运行信息，储存数据信息处于120小时之内。除此之外，监控系统内具备信息管理模块，可以将所采集信息全部存储在各个档案内，还可以把其打印为纸质档案实施保存管理。

2.3 运行原理

故障诊断以及振动监测的技术手段应用到冶金机电设备领域中，整体覆盖面相对较广，而故障诊断以及振动监控同样离不开设备监测系统。冶金机电设备在实际运行中通常会产生各种振动问题以及噪音，假如冶金机电设备中的某一部分产生故障，则所产生的噪音和振动状况也会出现明显变化，而该种变化相对较弱，单纯通过人工操作无法准确检测。为此需要通过专业监测设备深入提取其中的微弱波动，把所采集信息数据直接传输至信息系统内，通过全面整合处理操控信号，展现对应图像，技术人员可以联系其中的图像对设备状况进行判断，明确设备故障范围[2]。

3 冶金机电设备中故障和振动检测系统应用

3.1 监测点设置

某一企业作业区在生产实践中共设置一百台设备装置，打造出完善连续生产线，其中的冶金机电设备涵盖风机、电机以及减速装置。并在其中的关键设备中设置加速度传感装置，在减速机传输轴、电机驱动和非驱动端中设置各种监控点，对各种温度、振动信息实施合理采集，通过智能监测装置实施24小时连续状态检测，通过专家实时诊断和智能筛选报警系统，准确预测设备运行状态，对故障元件实施合理定位，对故障程度变化实施准确监控，对设备剩余应用寿命实施合理评估，把原本的临时维修决策和事后抢修转化设计成预测计划检修，降低设备突发性停机事故。

合理加设故障诊断装置，在设备出现日常运行警报后，借助电话、邮件、微信、短信等多言渠道通知远程专家和现场维修人员，争取在短时间内和维修现场连通，得到诊断结论。对于各种设备可控故障，需要在四小时之内联系现场，滚动预测设备寿命，为现场维护检查提供合理指导。在设备维护人员相关移动通信设备内增加APP，参与监控设备运行状态，灵活应用不同设备管理模式，促进日常点检和连续精密诊断融合，促进运行状态控制和岗位点检融合，结合专业管理与全员管理，促进设备状态管理有序实施。设备预测维修属于创新性扩展工作，为此需要把设备状态和监测人员当成主要突破口，优化振动分析实力和管理水平，持续学习各种新型知识、技术，改善故障分析、判断能力，优化设备操作及时性和准确性，调整设备状态，更好服务于设备管理维修[3]。

3.2 故障分析

当冶金机电设备在生产操作中发生各种故障问题后，单纯依靠人工检修方法无法将系统内各个设备故障彻底排查彻底，同时传统检修方法下，专业检修人员单纯应用各种老旧装置深入排查系统设备各种故障，种种问题状况都会对机电设备稳定性产生不良影响，但将故障诊断技术以及振动监控技术应用到系统设备中，能够，便可以快速、准确挖掘出冶金机电设备中各种故障隐患，辅助专业检修人员顺利完成各项工作。振动监测技术主要技术计算机设备内所采集整理的频域信号峰值以及时域信号变化规律来监测机电设备状态。不管设备振荡状况如何复杂，都可以通过计算机系统分解为不同频率谐波，从各种频率谐波层面分析，设备运行振荡周期内存在一种最高值，也是我们所说的幅值。把相关幅值根据运行频率进行有序排列，最终自动生成某种频谱图像。专业技术检测人员可以联系频谱图像各种内容，准确判断设备故障。通过观察设备状态频谱图像整体振动幅度，可以发现随着振动幅度提升，则机电设备所遇到的运行故障相继扩大。

3.3 故障处理

故障诊断终端能够联系所采集状态信息数据进行系统分析，顺利获得最终分析结果，随后把分析结果借助计算机系统传输至机电设备对应维修人员手中，为维修人员提供有效的处理对策。随后设备维修人员还需要联系现实状况实施机电设备检测维修。假如维修人员针对冶金机电设备实施正常检修中，发现内部元件产生磨损以及固定不牢松动和机电设备运行故障，则维护人员需要对相关问题实施快速处理。借助所采集到的设备频率特性以及幅度峰值大小特征进行综合分析判断，辅助设备维护人员顺利实施机电设备判断和维修。

振动监测系统需要在冶金机电设备中合理设置各种监测点，全面采集设备振动信号，通过专业人员进行系统分析，明确设备中的故障问题点，随后把系统和专业人士所得检测结果交付给运维人员对设备实施综合检修。通常需要在长轴、减速箱以及核心电机中安装振动信号检测点。借助设备运维人员实施简单检测，是无法准确发现操作设备中各种故障隐患，且设备运维人员主要选择常规手段检查设备状态，各种问题因素影响机电设备稳定运行。在融入振动监测手段后，可以尽快发现机电设备安全隐患。振动监控手段主要通过相关信号峰值变化发现设备问题。不论设备振荡如何以及信号怎样复杂，都可以进行细化分解，转化成不同谐波振动频率，各个频率谐波振动拥有某种最高振动幅度，按照频率序列排列不同幅度峰值，便可以自动形成频谱图像，按照该频谱可以实现故障检测目标。随着图像振动幅度持续扩大，证明机电设备运行隐患越加突出。

结合所采集信息可以得到有效的结果，随后把该种分析结果交付给维护人员，联系所得监测结果，指导维护人员实施设备检查维修，假如维护人员在实际检修中发现系统内部各个元件产生磨损和松动等问题以及设备故障，便可以通过分析幅度变化频率和峰值变化开展设备判断和检修。

4 系统检测效果分析

结合当下冶金机电设备领域的实际发展状况分析，在不同行业处于高速发展过程中普遍应用设备监测系统，并在实践运行中有效降低机电设备故障几率，同时还可以帮助企业合理减少后期维护管理成本，拥有重要现实意义。当前各个冶金企业内普遍利用先进监测技术判断设备振动状态，发现操作故障，通过科学诊断，得到准确结果，辅助运维管理人员创新设备维护管理，促进企业实现正常、有序生产。此外，应用监测控制技术，还可以帮助降低冶金机电设备中的检修压力和运行负担，能够进一步提升设备整体检修效率。在冶金工程建设中，假如其中的机电设备产生异常运行问题，则技术维修人员可以借助计算机设备，对过程监控系统采集的故障信息以及状态频谱等实施合理判断、分析，及时发现科学应对方案，促进冶金机电设备实现远程诊断监控和动态控制目标，能够帮助运维人员第一时间发现并处理故障问题。

5 结语

综上所述，以故障检测以及振动监测技术为基础形成的机电设备运行监测系统，可以帮助全面掌握机械设备现存状态，对设备信号实施综合采集、处理分析，贯彻不同阶段内设备信号强度变化，将机电设备实际状况准确反应出来，帮助操作人员充分掌握设备运行中各种松动和磨损现象，预防事故出现，该种技术同样适用于轧钢机械以及各种机电设备当中。