數(shù)字信號處理系統(tǒng)在冶煉廠軋機(jī)軸承故障處理中的應(yīng)用研究

王永超　曹利之　劉建亮　范世剛　孫悅鵬

摘　要：軋機(jī)設(shè)備是冶煉廠常用的設(shè)備之一，而軋機(jī)設(shè)備的重要的零件就是軸承。軋機(jī)軸承的運(yùn)行狀態(tài)直接影響冶煉廠的正常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，冶煉廠軋機(jī)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(zhǔn)確的獲得冶煉廠軋機(jī)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(jī)軸承；故障處理

冶煉廠是我國重要的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，軋機(jī)是冶煉廠生產(chǎn)線上重要的生產(chǎn)機(jī)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(jī)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(jī)設(shè)備進(jìn)行檢測與維修，這就導(dǎo)致軋機(jī)生產(chǎn)線的暫停，加大了冶煉廠的生產(chǎn)成本。運(yùn)用信息化的手段改進(jìn)傳統(tǒng)的冶煉廠軋機(jī)設(shè)備故障處理與維修變得尤為重要[1] 。軋機(jī)軸承安裝方便，運(yùn)行阻力小，在軋機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(yùn)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(jī)軸承故障實(shí)時監(jiān)測 

軋機(jī)軸承故障實(shí)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(jìn)行實(shí)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(yùn)行的指標(biāo)。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(jī)軸承故障實(shí)時監(jiān)測過程進(jìn)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(jìn)行有效的保存，便于后續(xù)工作的開展。軋機(jī)軸承故障實(shí)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(jī)軸承的工作特點(diǎn)，尋找和分析軋機(jī)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(bào)，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(jī)故障實(shí)時監(jiān)測工作原理。模塊檢測需要與軋機(jī)軸承鏈接在一起，通過收集軋機(jī)軸承相關(guān)頻 率，通過放大器、壓力感應(yīng)器等進(jìn)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(jìn)行對比與追蹤，從而確定軋機(jī)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(jìn)行編碼，從而判斷出軋機(jī)故障的實(shí)施情況。

2　軋機(jī)軸承故障診斷

軋機(jī)軸承故障診斷主要是通過對軋機(jī)軸承本身及運(yùn)作過程進(jìn)行信號采集、檢測、對比和判斷，從而判斷出軋機(jī)軸承故障的具體位置、種類與原因，預(yù)判軋機(jī)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(jī)故障處理方法與措施。通過數(shù)字信號處理系統(tǒng)對軋機(jī)軸承故障進(jìn)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(yùn)行。軋機(jī)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(jìn)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(jì)出軸承故障等級。軋機(jī)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(yùn)行，從而保障軋機(jī)整個機(jī)械系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行模擬測算，從而得出軸承故障嚴(yán)重程度、未來危害程度、需要做出的解決對策等。

3　軋機(jī)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(jī)器設(shè)備運(yùn)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(jìn)行適當(dāng)?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(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，直接關(guān)系到軋機(jī)軸承故障能否完全解決，是否能夠確保軋機(jī)軸承長時間的工作運(yùn)行。隨著科技的進(jìn)步，數(shù)字信號處理系統(tǒng)在軋機(jī)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(jìn)展，使得整個故障處理過程脫離計(jì)算機(jī)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(jìn)步，兩者必然會發(fā)生聯(lián)系，互相提供便利。軋機(jī)軸承故障預(yù)警與處理在當(dāng)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(jī)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(jī)軸承故障問題，不斷進(jìn)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(jìn)行分析與改進(jìn)，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(jī)軸承故障處理系統(tǒng)進(jìn)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(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王炳超.軋機(jī)軸承故障及防范措施[J].南方農(nóng)機(jī),2019,50(10):208- 209.

[2]夏冬梅.高線軋機(jī)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

（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）