摘要：钢铁行业作为我国重要的工业和原材料基础，对于国民经济的稳定发展有着直接的影响。我国钢铁行业为了实现可持续发展，从钢铁大国朝向钢铁强国发展，对于社会经济的发展有着很重要的作用。在钢铁生产中高炉炼铁机械设备有着很重要的作用，为了能够有效确保钢铁机械设备正常运行，钢铁企业就需要加强对该问题的重视，因此本文就对高炉炼铁机械设备的故障诊断及处理措施进行分析和探讨。
关键词：高炉炼铁机械设备；故障诊断；处理措施
1高炉炼铁机械设备故障诊断现状
近些年，高炉炼铁机械设备故障诊断技术有了很大的发展，并且和一些发达国家相比较，我国的高炉炼铁机械设备故障诊断技术当中，不但有功能完善的相关监测设备，还有相应的新型创新监测技术，这些研究成果在很多发达国家都在莹莹。我国钢铁炼铁机械设备故障诊断技术的研究比较晚，主要就是在上个世纪八十年代来开始起步。后期，随着我国科学技术的不断进步，一种故障诊断系统被有效的提出，同时成为确保机械设备正常运行的主要方式，在这当中，智能专家故障诊断技术获得了很大的进步，同时获得了普遍的应用。根据相关统计分析，当前我国的故障数据监测系统多达二十多种，并且相应的功能也很完善，对设备的正常运行有着很好的保障。
2高炉炼铁机械设备故障诊断方法介绍
2.1系统数学模型
高炉炼铁机械设备一旦投入生产之后，机械设备将进入高强度工作状态之中，因此，容易出现一些故障，如果不及时进行处理将会影响到整个生产效率与质量。在针对机械设备故障时，常常会用到系统数学模型诊断方法，通过建立数学模型，并与机械操作系统相融合，然后通过参数模型估计技术、等价空间方程技术、Kalman滤波器、Luenberger观测器等等比较先进的工艺技术，对高炉炼铁机械设备的故障进行诊断与分析，该诊断与分析流程主要包括“故障监控、故障诊断、故障分析、故障修复”等等。所以，在对故障诊断的过程中，对于数学模型的构建具有比较高的要求，倘若在精度上未能达标，那么则会影响到诊断的准确性。
2.2信号处理
高炉炼铁机械设备在实际运行中会有对应的信号显示，而信号处理诊断方法则是以判断机械设备对应信号是否存在异常为基础，从而明确机械设备所产生的信号是否符合正常标准，倘若出现异常信号或者故障类特征等等，则可以确定钢铁炼铁机械设备所出现的故障类型。比如，在钢铁炼铁的过程中，机械设备中设置了对应的速度传感器、温度传感器，并分别负责接收机械设备的速度信号与温度信号。通过信号处理诊断方法，能够对机械设备速度信号、温度信号进行诊断与检测，从而及时发现设备运行过程中存在的问题，及时进行处理、目前，高炉炼铁机械设备故障信号诊断常用方法主要有:时间序列特征提取法、谱分析法、自适应信号处理法等等。信号处理诊断方法与系统数学模型诊断方法相对比，前者的适用性更强。
2.3人工智能
以智能技术、自动化技术为核心的人工智能诊断故障方法，能够对高炉炼铁机械设备的故障实现自动化、智能化诊断，目前已经是故障诊断方法中最为重要的一种，有着良好的发展前景。人工智能诊断方法需要设置复杂的体系，同时也不需要设备构建数学模型，该方法与高炉炼铁机械设备的操作系统能够很好的融合，能够针对各个环节进行监测与诊断，是目前效率、精准率最高的方法。人工智能故障诊断方法以人工神经网络预测体系为基础，同时融合了模糊数学理论，因此，与钢铁冶炼机械设备操作系统特别相适应。同时，该故障诊断方法设置了神经网络预测诊断系统、模糊逻辑智能诊断反映系统、专家诊断系统以及故障诊断管理系统等等。人工智能是科学研究领域非常重视的一个部分，因此，该方法还有巨大的提升空间。
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2.4其他诊断方法
除开上述三种故障诊断方法之外，在对高炉炼铁机械设备故障进行诊断时还有一些其他诊断方法比较实用，例如，灰色关联诊断识别技术、运行模式故障诊断技术等等，这些诊断方法通过不断的完善，还衍生出了耦合混合新型故障诊断技术。因此，在对高炉炼铁机械设备故障进行诊断的过程中，需要结合实际情况而定。
3高炉炼铁机械设备故障诊断的科学处理方法
3.1转子不平衡处理措施
机械设备在实际的运行中转子的转动质量对整体机械性能有着直接的联系，转子不平衡主要体现在转子旋转频谱有相应的幅值变化，如果在机械设备启动中，振动不平衡可以从三个角度来有效改善：第一，如果刚性转子产生振动，就需要对转子的转速进行观察分析，分析其是否达到相应的临界值，需要对转子转速速率做好测量，并且和相应的转速做好对比；第二，采用相位分析法对振动进行确定，分析其是否是由基础共振所造成的，如果相位和频率一致，就可以确定不平衡振动问题主要是由基础共振造成的；如果不同的旋转方向当中的每一个振幅点有相位差，或者低速和高速当中转子转速比较接近，这主要是由不平衡所导致的；第三，转子不对中问题是非常常见的一种故障，其主要是平行不对中和角度不对中两方面，平行不对中主要就是两侧的轴承径向振动在180°；角度不对中是两侧轴向振动相位差保持在180°，径向振动方向有相应的一致性，也会造成同频振动或者多倍频振动。
3.2齿轮故障处理措施
对于高炉炼铁机械设备来讲，齿轮是非常主要的一种结构，和机械性能的运转有着很大的联系，齿轮在实际的运行当中需要对振动所产生的影响进行承担，主要就是体现出谱图出现边频带，所以对频谱图和波形图都可以对齿轮的实际振动状况表现出来，时域处理法在实际的应用中需要对振动加速度等进行确定，并且还需要将其他的噪音干扰问题减少。现阶段，在对机械设备的齿轮故障处理当中，主要有两种方法，分别是时域诊断法、频率诊断法。相对于时域诊断法，理论上，由于可以使用频谱图和波形图来描述物理振动，因此可以通过频谱诊断设备故障，并且可以分析时域中的设备故障；相对于频率诊断法，在该方法中，分析频谱以实现齿轮故障的识别。在齿轮的正常操作中，齿轮交错传递动力，因此齿数相应地改变齿轮的啮合位置，如果将齿轮与弹簧进行比较，则加载力的变化会导致其刚度发生变化。它显示出一种周期性的变化，这可以大大加速振动的变化，这时，如果齿轮侧故障引起信号变化，则由光谱侧带特定性能。
3.3滚动轴承处理措施
轴承在实际的工作中所产生的振动对于自身有着很大的损伤，振动 声音也会随着不同的损坏位置而不同，所以可以采用振动声音来对损伤位置进行确定，损伤位置和荷载不同，其自身所测量的数据也有很大的差异，在一定意义上为后续的数据测量能够奠定良好的基础，一般主要可以应用脉冲信号接收法及谐振信号接收法两种方式对轴承是否产生故障进行合理测量：第一，谐振信号接收法。主要就是根据零件自身的频率来判断，每个机器部件都有一个固有的振动频率，轴承也不例外。 可以通过应用相应的仪器来检测频率。 轴承缺陷会引起振动冲击，引起传感器可以反射的部件振动，接受滤波器，分析强振动信号以反映轴承故障；第二，脉冲信号接收法，主要就是对轴承的压痕以及腐蚀状况所出现的脉冲信号进行分析，由于轴承裂痕和腐蚀等问题会使得脉冲信号的发射频率不同，短时间内能够计算获取，因为脉冲信号频率低，能够通过听觉进行初步判断。
结语
综上所述，钢铁企业在推动国民经济快速发展的过程中发挥着不可替代的作用。而高炉炼铁机械设备是企业生产中非常重要的组成部分，其质量直接关系到企业的经济效益。因此，对高炉炼铁机械设备的故障诊断及处理进行研究具有非常重要的现实意义，能够为炼铁机械设备故障诊断与处理提供更有价值的参考。
参考文献
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论文作者:沙垄楠,刘磊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：机械设备论文; 高炉论文; 故障诊断论文; 故障论文; 方法论文; 信号论文; 转子论文; 《基层建设》2019年第12期论文;