[發(fā)明專利]一種燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的故障診斷方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610251689.4
• 申請(qǐng)日: 2016-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN107305159A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宗平;王全;孫英;曾輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中冶長(zhǎng)天國(guó)際工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01M15/00
• 分類號(hào): G01M15/00
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明,許偉群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的故障診斷方法，尤其涉及一種燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的故障診斷方法及裝置。

背景技術(shù)

煉鐵廠煉鐵的原材料主要由燒結(jié)廠提供，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)是燒結(jié)廠的核心設(shè)備之一，承擔(dān)著為燒結(jié)機(jī)通風(fēng)的重要任務(wù)。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)通過煙道抽出燒結(jié)機(jī)中的空氣，產(chǎn)生負(fù)壓,使燒結(jié)料中的固體燃料從下至上充分燃燒；同時(shí)將燒結(jié)過程中產(chǎn)生的氣體和灰塵經(jīng)煙道、除塵器凈化后由煙囪排出。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量和負(fù)壓的選擇和調(diào)整直接關(guān)系著燒結(jié)質(zhì)量，一旦燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)故障且得不到及時(shí)準(zhǔn)確的維修，則燒結(jié)機(jī)必須進(jìn)行停機(jī)處理，整個(gè)燒結(jié)工藝也隨之暫停，對(duì)燒結(jié)廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至帶來(lái)不可彌補(bǔ)的后果。

燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中常常由于各種原因引起振動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能影響燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而影響整個(gè)燒結(jié)工序。產(chǎn)生振動(dòng)的原因非常復(fù)雜，主要包括燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)自身機(jī)械原因引起的振動(dòng)以及與燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)相連的同步電機(jī)引起的振動(dòng)。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)主要由機(jī)殼(定子)、葉輪組(轉(zhuǎn)子)、軸承組以及聯(lián)軸器等部件構(gòu)成。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)自身機(jī)械原因引起的振動(dòng)主要包括：①轉(zhuǎn)子本身不平衡引起的振動(dòng)：葉輪的重心偏離回轉(zhuǎn)軸的中心線時(shí)，產(chǎn)生葉輪軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)。②風(fēng)機(jī)軸與電機(jī)軸不同心：由于安裝和檢修時(shí)中心未找好，造成風(fēng)機(jī)軸與電機(jī)軸不同心，產(chǎn)生附加不平衡，從而引起燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)振動(dòng)。③風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉輪急劇磨損：由于除塵設(shè)備維護(hù)不當(dāng)，未達(dá)到正常使用要求，放灰不正常等引起風(fēng)機(jī)葉輪急劇不均勻磨損④軸瓦與軸承座之間缺少預(yù)緊力：軸瓦在軸承座內(nèi)呈自由狀態(tài)，振動(dòng)加重。此外，由于同步電機(jī)本身特點(diǎn)，也會(huì)引起燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)振動(dòng)。例如,同步電機(jī)由于電磁力不平衡而使定子受到變化的電磁力作用產(chǎn)生周期性振動(dòng)，它的振動(dòng)頻率等于轉(zhuǎn)速與極數(shù)的乘積的倍數(shù)。如果它的頻率與同步電機(jī)機(jī)座固有頻率相一致，則振動(dòng)將增加，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)也會(huì)受影響而振動(dòng)。

請(qǐng)參見圖1，所示為燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)與同步電機(jī)的連接關(guān)系示意圖。在整個(gè)燒結(jié)抽風(fēng)系統(tǒng)中，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)通過聯(lián)軸器與驅(qū)動(dòng)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的同步電機(jī)相連。燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)包括風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)和風(fēng)機(jī)非驅(qū)動(dòng)側(cè)，同步電機(jī)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)和電機(jī)非驅(qū)動(dòng)側(cè)，其中，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)通過聯(lián)軸器與電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)帶動(dòng)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而為燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)提供運(yùn)行動(dòng)力，因此，影響燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的故障部位主要發(fā)生在風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)。

目前，燒結(jié)廠對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的維護(hù)仍然以人工定期檢修為主。這種方式存在著“過剩維修”和“維修不足”等諸多缺點(diǎn)。同時(shí)，人工定期檢修的方式很難準(zhǔn)確判斷故障的類型、部位以及嚴(yán)重程度。近年來(lái)，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)知維修。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過采集設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，并將采樣信號(hào)與預(yù)先建立的故障數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)的方式判斷設(shè)備故障類型以及故障部位等。

但是，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)故障種類繁多且工作環(huán)境惡劣，使得燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)非常復(fù)雜，增加了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)狀態(tài)信號(hào)提取和分析的難度，導(dǎo)致現(xiàn)有的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確性差強(qiáng)人意。同時(shí)，燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的狀態(tài)信號(hào)易受到變化的電、熱、機(jī)械等外界環(huán)境的干擾，狀態(tài)信號(hào)波動(dòng)較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的故障診斷方法及裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中故障診斷的準(zhǔn)確性不高的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的故障診斷方法，所述燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的故障診斷方法包括：

采集燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)，所述振動(dòng)信號(hào)為風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)水平振動(dòng)信號(hào)、風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)垂直振動(dòng)信號(hào)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)水平振動(dòng)信號(hào)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)垂直振動(dòng)信號(hào)；

將所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波包分解，提取與所述振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的包括待測(cè)能量特征向量的測(cè)試樣本；

將所述測(cè)試樣本輸入至預(yù)先經(jīng)過訓(xùn)練得到的極限學(xué)習(xí)機(jī)模型中，根據(jù)所述極限學(xué)習(xí)機(jī)模型輸出的目標(biāo)輸出向量，獲取燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)的故障信息。

可選的，所述將所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波包分解，提取與所述振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的包括待測(cè)能量特征向量的測(cè)試樣本包括：

將所述振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波包分解，提取振動(dòng)信號(hào)相應(yīng)頻段的小波包分解系數(shù)S_ij，其中i為小波包分解層數(shù)，j為小波包分解的節(jié)點(diǎn)數(shù)；

重構(gòu)所述小波包分解系數(shù)S_ij，提取相應(yīng)頻段的信號(hào)能量E_ij；

根據(jù)所述信號(hào)能量E_ij構(gòu)造能量特征向量，并將所述能量特征向量標(biāo)準(zhǔn)化，獲取標(biāo)準(zhǔn)能量特征向量；

將所述標(biāo)準(zhǔn)能量特征向量確定為與所述振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)試樣本。