（机械工程专业论文）薄板坯连铸连轧轧机轴承座管理系统开发.pdf

摘要 摘要 随着科学技术的进步，现代生产设备正朝着自动化、集成化、大型化发展，设 备结构越来越复杂，在复杂的设备管理中，科学的对设备进行管理非常重要。目前， 轧机轴承座管理系统较为落后，不能适应当前的发展需要，因此，薄板坯连铸连轧 ( c s p ) 生产线轧机轴承座管理系统开发设计就显得越来越重要。通过对轴承座管理 系统开发设计，可以进行有效的分析、查找、记录、存档。其它部门的相关人员也 可以通过网页直接浏览轴承座修复管理情况，方便了信息的交流，实现了资源共享， 有利于设备管理水平的提高。同时监测在线设备的运行状态，为离线检修做好充分 的准备，保证在线设备的正常运行。 论文从课题的研究背景、轴承座设备管理主要问题、课题的研究意义出发，概 述了连铸及连铸连轧和设备管理信息系统在国内外的发展状况，分析了轧机轴承座 基本原理、控制方法、影响因素等。通过现场调研，分析了薄板坯连铸连轧生产线 设备运行现状、磨辊车间主体设备情况、轧机轴承座工艺流程、目前轧机轴承座工 作检修现状、轧机轴承座构件组成、轧机轴承座检修工艺、存在的问题。对轴承座 管理进行了系统开发设计，从系统需求分析、系统功能模块、系统数据库进行了开 发设计。介绍了v b 编程和s q ls e v e r20 0 0 数据库，结合邯钢实际，开发设计了 轴承座系统软件，通过界面对轴承座系统进行管理。最后对项目进行了总结及研究 展望。 关键词薄板坯连铸连轧生产线；轧机轴承座；管理系统；开发设计 河北科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ea d v a n c e m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , m o d e mp r o d u c t i o ne q u i p m e n ti s d e v e l o p i n gt o w a r da u t o m a t i o n ，i n t e g r a t i o n , l a r g e - s c a l ea n dt h ee q u i p m e n ts t r u c t u r ei s b e c o m i n gm o r ea n dm o r ec o m p l e x i nt h ec o m p l e xe q u i p m e n tm a n a g e m e n t ，s c i e n t i f i c m a n a g e m e n to f t h ee q u i p m e n ti sv e r yi m p o r t a n t a tp r e s e n t , t h em a n a g e m e n ts y s t e mo f 也er o l lm i l lb e a r i n gs e a ti s r e l a t i v e l yb a c k w o r d ，w h a ti s u n a b l et om e e tc u r r e n t d e v e l o p m e n tn e e d s t h e r e f o r e ，m a n a g e m e n ts y s t e md e v e l o p m e n ta n dd e s i g no ft h e c o m p a c ts t r i pp r o d u c t i o nr o l lm i l lb e a r i n gs e a ti sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n t t h r o u g ht h ed e v e l o p m e n ta n dd e s i g no ft h em a n a g e m e n ts y s t e mo ft h eb e a t i n gs e a t , w e c a l ld os o m e w o r kt oa n a l y z e ，l o c a t e ，r e c o r da n da r c h i v ee f f e c t i v e l y r e l e v a n tp e r s o n n e li n o t h e rs e c t o r sc a na l s ob r o w s et h em a n a g e m e n tc o n d i t i o no ft h eb e a r i n gs e a tt h r o u g ht h e w e b s i t ed i r e c t l y , w h a tp r o v i d e sg r e a tc o n v e n i e n c ef o rt h ee x c h a n g eo fi n f o r m a t i o na n d s h a r i n gr e s o u r c ea n di sb e n e f i c i a lt ot h ei m p r o v e m e n to ft h ee q u i p m e n tm a n a g e m e n tl e v e l a tt h es a m et i m e ，m a k ef u l lp r e p a r a t i o n sf o ro f f - l i n ei n s p e c t i o nt h r o u g ht h em o n i t o r i n go f t h eo n l i n ee q u i p m e n tc o n d i t i o nt oe n s u r et h en o r m a lo p e r a t i o no ft h eo n l i n ee q u i p m e n t s t a r t i n gf r o mt h er e s e a r c hb a c k g r o u n do ft h es u b j e c t ，m a i np r o b l e m so ft h eb e a t i n g s e a tm a n a g e m e n ta n dt h er e s e a r c hs i g n i f i c a n c e t h ep a p e rs u m m a r i z e st h ed e v e l o p m e n t s t a t u so ft h ec o n t i n u o u sc a s t i n ga n dt h ec o n t i n u o u sc a s t i n g - r o l l i n gi nw o r l d w i d ea n d a n a l y z e st h eb a s i cp r i n c i p l e ，t h ec o n t r o lm e t h o da n dt h ei n f l u e n c ef a e t o mo ft h er o l lm i l l b e a r i n gs e a t t h ep a p e ra n a l y e st h ee q u i p m e n to p e r a t i o ns i t u a t i o no ft h ec s pp r o d u c t i o n l i n e ，t h em a i ne q u i p m e n tc o n d i t i o no ft h eg r i n d i n gr o l lw o r k s h o p ，t e c h n o l o g i c a lp r o c e s s o ft h er o l lm i l lb e a r i n gs e a t , t h ec u r r e n tm a i n t e n a n c es i t u a t i o no ft h er o l lm i l lb e a r i n g s e a t ，t h ec o m p o n e n tc o m p o s i t i o no ft h er o l lm i l lb e a t i n gs e a t , m a i n t e n a n c et e c h n o l o g yo f t h er o l lm i l lb e a r i n gs e a ta n dt h ee x i s t i n gp r o b l e m s t h ed e v e l o p m e n ta n dd e s i g no ft h e b e a r i n gs e a tm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hi n c l u d e ss y s t e md e m a n da n a l y s i s ，s y s t e mf u n c t i o n m o d u l ea n ds y s t e md a t a b a s ei sc a r r i e do u t t h ep a p e ri n t r o d u c e st h ev bp r o g r a m m i n ga n d s q ls e v e r2 0 0 0d a t a b a s e ，w h a te n s u r e st h ei m p l e m e n t a t i o no ft h eb e a r i n gs e a t m a n a g e m e n ts y s t e ms o f t w a r e t h es u m m a r i z e so f t h ep r o j e c ta n dt h er e s e a r c hp r o s p e c ti s c a r r i e do u t k 呵w o r d sc s pp r o d u c t i o nl i n e ；r o l lm i l lb e a r i n gs e a t ；m a n a g e m e n ts y s t e m ； d e v e l o p m e n t a n d d e s i g n i i 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 课题的研究背景 随着科学技术的进步，企业生产设备也有了快速的发展，现代设备正在向大型 化、自动化、集成化的方向发展。设备结构越复杂，功能越强大，设备在运行中就 容易出现故障。 本课题是以邯郸钢铁集团有限责任公司( 简称邯钢) 粗轧、精轧工艺中连铸连 轧机组轴承座为研究背景，开发设计了轴承座管理系统。邯钢连铸连轧机组是从德 国西马克公司引进的设备，这套设备采用国际先进技术，其特点是大型、高速、连 续运转、智能控制、结构复杂，光、机、电、液、计算机一体化【l 】。在实际生产过程 中，时有事故发生，若不能及时快速的保证设备的修理维护供应，将对生产造成很 大的影响，直接影响经济效益。因此，需要快速、准确、及时地掌握设备修复状况， 以便能够进行多种操作。 目前，邯钢存在的轴承座设备管理仍然存在一些问题，这些问题制约着设备管 理水平的提高，主要问题有如下几点： ( 1 ) 该轴承座设备具有数量较多，体积较庞大( 支撑辊轴承座长宽x 高= 18 0 0 x l 9 5 0 x 20 5 0 m m ) ，构件复杂，配合要求精度高等特点，轴承座组装或者修复质量直接 关系到轧机生产线的正常生产，设备的维修信息传递滞后。 ( 2 ) 在当班管理人员不在岗时，企业的相关工程技术人员及管理人员不能及时直 观地了解和掌握设备修复情况。 ( 3 ) 设备的控制系统和管理系统没有衔接，无法实现在线数据共享。各部门之间 交流存在障碍。 ( 4 ) 工程技术人员及管理人员查看、记录、修改、添加数据及情况也不方便。记 录不够全面，查询困难。 ( 5 ) 在线设备运行的状态和下线检修维护的状态不能明确，无法掌握设备的状 态，对于有计划的进行检修，保证生产有序进行存在障碍。 为了解决这些问题，开发设计了轴承座管理信息系统。 该轴承座管理信息系统具有能够掌握设备的运行状态，提供定的数据量，通 过数据掌握设备状态，通过界面的查询能够实现数据共享，使管理人员对设备能够 进行有效的管理，界面直观，查看方便，一目了然，达到提高设备管理效率的目的。 1 2 课题的研究意义及应用前景 现代机械设备技术集中，成本高，设备维护显得非常重要。随着工程设备自动 河北科技大学硕士学位论文 化程度的提高，其结构日趋复杂，一旦出现事故，会产生链式反应，不仅使生产线 停产，而且造成巨大的经济损失1 1 1 。薄板坯连铸连轧技术是二十世纪九十年代末国际 上的钢铁新技术、新工艺，距今仅有十年左右的历史，很多工序都需要设计完善。 本设计从目前资料( 中国知识资源总库及百度) 查询看，未能查到薄板坯连铸连轧 轴承座管理系统方面的相关资料，还属于国内空白，开发该项目属于填补国内空白 项目，意义深远。 轴承座设备管理系统的设计与开发为信息的及时传递奠定了基础。使企业的相 关工程技术人员及管理人员能及时直观地了解和掌握设备修复情况。对设备进行管 理，并监视设备的使用情况及当前的状态，为及时做好相关的准备工作打下了基础。 可以进行订单管理，提高设备的管理水平，及时提供设备上机，实现网上资源共享， 结束传统的工作方式，可以方便企业其它部门之间的信息交流，可以获得潜在的经 济效益和社会效益，使设备管理在可视化、智能化、通用性、工作效率等方面提高 了一个层次。 本系统在参数建模、信息化管理等方面的技术研究也能适用于其他领域的工程 设计，具有一定的推广价值。在设备的可视化管理方法上进行了一定探索，也为日 后研究设备可视化管理的人员提供了一些经验和研究思路。 1 3 课题的研究内容 本课题根据邯钢设备管理的需要，采用v b 语言，扩展s q ls e v e r20 0 0 关系数 据库为工程数据库，开发出了一套设备管理系统，本文研究的重点在以下几个方面： ( 1 ) 结合邯钢的现场实际情况，分析了邯钢c s p 轧机线及轴承座设备的基本情 况，基本参数，管理方法，并提出了所面临的问题。 ( 2 ) 结合现代设备综合管理思想和设备特点，进行详细分析设计设备管理系统的 功能模块，运用v b 可视化编程语言和s q ls e v e r20 0 0 数据库技术实现界面的开发， 实现设备信息的计算机管理，并生成相应的各类报表。 ( 3 ) 设计了一套轴承座设备的管理系统。使软件具有界面友好，可维护性好、系 统管理方便等优点。 ( 4 ) 实现了对轴承座基础数据管理，库存数据管理，拆卸安装管理，在线监测 管理功能模块的设计。 1 4 课题要重点解决的关键问题及要达到的目标和成果 1 4 1 课题要重点解决的关键问题 ，( 1 ) 要确定轴承座管理系统的内容。设计基础数据，库存数据，拆卸安装数据， 在线监测数据管理内容。确定各项关键内容、指标及数据，能够涵盖该系统所需要 2 第1 章绪论 的数据。完成功能模块设计。 ( 2 ) 应用v b 语句和s q ls e v e r20 0 0 数据库，通过a d o 控件的连接，实现轴承 座管理系统的实现及运行。 1 4 2 课题要达到的目标和成果 本课题要达到的目标是设计一套轴承座设备的管理系统，通过界面的操作，实 现对轴承座基础数据管理，库存数据管理，拆卸安装管理，在线监测管理，使之能 够应用于实际的管理工作中。 1 5 课题的研究方法 7 根据轴承座设备的管理系统的各种已有资料，运用v i s u a lb a s i c6 0 语言编程， 完成对轴承座设备管理系统的设计。通过v i s u a lb a s i c 与s q ls e v e r20 0 0 数据库的 联接，访问由s q ls e v e r20 0 0 数据库建立的数据库。通过添加、删除、保存、修改 命令对数据库的管理。 论文的研究方法如下： ( 1 ) 利用v i s u a lb a s i c6 0 易学及直观的特点，建立界面窗口、人机交互式系统， 通过在v i s u a lb a s i c6 0 界面中添加t e x t 控件和c o m b o b o x 控件进行参数的输入和选 择。在v i s u a lb a s i c6 0 应用程序代码窗口中编辑代码，完成对轴承座设备管理系统 的设计。 ( 2 ) 利用v i s u a lb a s i c6 0 强大的数据库开发功能，进行数据管理。系统提供统一 的数据保护功能，也就是数据控制，包括安全性、完整性、并发性和数据恢复，完 成对辅助设计系统的成果输出功能。按照“由上到下，由整体到局部”的设计原则1 2 1 ， 将轴承座设备管理系统数据库系统分成四大块。按照基本数据管理、库存管理、拆 卸安装管理、在线监测管理模型进行设计。 v i s u a lb a s i c 提供了多种与数据库连接的方式【3 5 1 ，比如d a t a 控件与数据库建立 连接。本系统采用a d o ( a c t i v e xd a t ao b j e c t ) 组件，它是通过c o n n e c t i o n 对象建 立与数据库的连接，并通过c o m m a n d ( 命令) 对象，与s q ls e v e r20 0 0 数据库建立 联系，进行沟通。 ( 3 ) 先对轴承座管理系统进行系统需求分析，包括系统功能需求和系统技术需求 分析，建立4 个功能模块和对每个功能模块进行了设计。 ( 4 ) 对轴承座管理系统数据库进行设计，建立了3 个数据库表，轴承座基本数据 库表，轴承座库存数据库表，轴承座拆卸安装数据库表，监测下线设备情况，并具 有添加、修改、删除、排序功能。设计了1 个在线监测计时界面，掌握生产线的使 用情况，为下线检修提供准确的信息。 3 河北科技大学硕士学位论文 ( 5 ) 利用v i s u a lb a s i c6 0 与s q ls e v e r20 0 0 数据库制作出8 个友好的操作界面， 系统登陆界面，轴承座管理系统按钮界面，轴承座基本数据库表界面，添加新轴承 座数据界面，修改轴承座记录数据界面，轴承座库存数据界面，轴承座拆卸安装数 据界面，轴承座在线监测计时界面，完成了对轴承座管理系统的设计和实现。 1 6 文献综述 1 6 1 国内外薄板坯连铸连轧技术研究状况 1 6 1 1 薄板坯连铸连轧技术发展状况 薄板坯连铸连轧技术产生于2 0 世纪8 0 年代，并经历了两代的发展。 第一代技术产生于2 0 世纪8 0 年代，是以电炉流程为基础，以生产普通钢为目 标设计的，多数采用单流配置，产量1 0 0 - - 1 2 0 万吨，目标是实现薄板坯连铸连轧的 工业化，降低生产成本，减少投资。 第二代技术产生于2 0 世纪9 0 年代，多数以转炉为基础，是将流程设计与产品 开发相结合，目标是进一步提高产量，扩大品种，降低生产成本，减少投资。 在1 9 8 9 年7 月，德国供应商s m s 是第一家在美国小型钢厂纽柯公司安装薄板 坯连铸机的公司。美国小型钢厂纽柯公司成为世界第一家使用薄板坯连铸连轧机的 公司。其漏斗状的结晶器是新的，其余的设计则与传统连铸机的相同。这引领了全 世界厚度范围为4 0 m m - - 7 0 m m ，典型浇注速度为5 5 m m i n 的薄板坯连铸机的商业化 6 】 o 随后德国、日本、意大利、西班牙、美国、奥地利等国家都大力发展薄板坯连 铸连轧技术和装备，是该技术在世界范围内高速发展。 中国是1 9 9 9 年开始引进薄板坯连铸连轧机的，广东珠钢，河北邯钢，内蒙古包 钢是率先引进薄板坯连铸连轧技术和设备的。近年来，中国集中建设了一大批带钢 热轧机，数量之多，建设速度之快，不仅在中国，在世界也是空前的。中、薄板坯 连铸连轧带钢生产线现已达到约2 0 条，合计年生产能力为4 8 1 0 万吨，成为全球兴 建中、薄板坯连铸连轧带钢生产线最多、年产能力最大的国家。在这些生产线中， 引进西马克一德马格公司薄板坯连铸连轧( c s p ) 技术建设的生产线7 条，引进达涅 利公司连铸机，三菱、日立公司轧机建设的生产线( f t s r ) 3 条，采用中等厚度板 坯连铸连轧生产线共l o 条，其中鞍钢、济钢生产线中连铸机是由奥钢联提供，是中 国自主集成的生产线。国内兴建的生产线的运行特点如下【7 】： ( 1 ) 达产速度快一般都能在投产后迅速达产，运行平稳，事故较少，生产效率 快速提高，广东珠钢，河北邯钢，内蒙古包钢的薄板坯连铸连轧( c s p ) 生产线，河 北唐钢的薄板坯连铸连轧( f t s r ) 生产线，鞍钢的薄板坯连铸连轧( a s p ) 生产线， 都达到或超过了原设计生产能力。 4 第1 章绪论 ( 2 ) 产品开发有新进展各厂的产品开发进度非常快，并逐渐形成各厂的特色。 如珠钢生产的集装箱板，其中包括了厚度小于1 6 r a m 的超高强度集装箱用薄钢板。 包钢成功地研制出j 5 5 钢级直缝焊石油套管用热轧带卷和铌微合金化高强度板。本 钢和马钢研制成功无取向硅钢板。各厂在生产低碳冷轧坯料方面获得成功，薄规格 产品的试生产也取得进展。2 0 0 5 年珠钢生产小于、等于2 m m 的热轧带卷占总产量的 4 7 6 ，涟钢、唐钢、珠钢都试轧出了o 7 8 n l i i l o 9 7 m m 的热轧带卷。 ( 3 ) 轧制工艺先进进行了铁素体轧制，半无头轧制等先进工艺的研究与工业化 试验，如涟钢、马钢、唐钢、通钢半无头轧制试验已超过千吨级规模。 薄板坯连铸连轧技术是现有的近终形连铸技术的一种，它已经成为生产中能够 有效地降低成本的可靠方式。目前，全球约有4 5 条这样的生产线，全球的钢铁制造 厂和机械制造商都在进一步提高薄板坯连铸连轧设备的产能和性能，他们研究的重 点主要集中在更高的拉速，更长的设备使用寿命以及如何提高产品质量【8 】。 1 6 1 2 薄板坯连铸连轧的类型 薄板坯连铸连轧的类型主要有： ( 1 ) c s p ( c o m p a c ts t r i p p r o d u c t i o n 紧凑式带钢生产) 。 ( 2 ) i s p ( i n l i n es t r i pp r o d u c t i o n 串列式带钢生产) 。 ( 3 ) f t s r ( f r e et h i ns 1 a br o l l 灵活的薄板坯连铸连轧) 。 ( 4 ) c o n r o l l 。 ( 5 ) 其它还有a s p 、t s p 、q s p 、d s p 、c p r 等工艺形式。 目前，工业性生产的薄板坯连铸连轧技术有德国s m s d e m a g 公司的c s p 技术 和i s p 技术，意大利d a n i e l i 公司的f t s r 技术，奥钢联v a i 的c o n r o l l 技术以及 美国t i p p i n g s 公司的t s p 技术等。其中c s p 技术和c o n r o l l 技术在工业生产中应 用最广。 1 6 1 3 薄板坯连铸连轧技术的特点 薄板坯连铸连轧技术与传统的连铸和热轧带钢生产线相比具有如下特点【9 叫2 】： ( 1 ) 流程短，工艺简单，设备少薄板坯连铸连轧省去了粗轧机和部分精轧机架， 生产线一般仅有2 0 0 多米，占地面积小，减少了厂房面积和设备重量( 仅为常规流 程的2 3 1 3 ) ，投资少( 可减少5 0 以上) ，降低了单位造价，缩短了建设工期， 可以较快地投产，并发挥投资效益。 ( 2 ) 生产周期短从钢水浇注到热轧板卷输出，仅需1 5 小时，而传统工艺往往 需要3 0 小时以上，从而节约了流动资金，降低了生产成本，企业可以很快地取得较 好的经济效益。 ( 3 ) 节约能源，提高成材率从原料到产品，吨钢投资下降1 9 - - 3 4 ，吨钢成 本降低8 0 - - 1 0 0 美元，金属消耗，热能消耗( 热能消耗比常规流程的8 0 0 热装节能 5 河北科技大学硕士学位论文 1 3 ) ，电能消耗下降，分别为常规流程的6 6 7 、4 0 、8 0 ，成材率可以提高1 1 1 3 。 ( 4 ) 设备的可靠性和协调性高又由于刚性衔接，自动化程度高，各种仪器仪表、 检测设施较齐全，设备的可靠性和协调性高。 ( 5 ) 提高劳动生产率作业时间从常规流程的5 小时缩短到0 5 小时，人员仅为常 规流程的1 3 。 ( 6 ) 品种较宽可以进行钢种和质量要求不同的小批量生产，使生产些难轧制 材料薄板成为可能。 ( 7 ) 产品质量较高由于拉速较高，凝固速度快，板坯铸态组织细而致密，避免 了中心疏松，改善了钢材质量，也可以通过快速凝固生产出新材质。 因此，薄板坯连铸连轧技术是2 1 世纪保持钢铁行业竞争能力的强有力手段之一。 1 6 2 设备管理的发展现状 一般认为，设备是人们在生产或生活上所需的机械、装置和设施等可供长期使 用，并在使用中基本保持原有实物形态的物质资料。设备是企业的主要生产工具， 也是企业现代化水平的重要标志。对于一个国家来说，设备既是发展国民经济的物 质基础，又是衡量社会发展水平与物质文明程度的重要尺度n 引。 设备管理是指以设备为研究对象，追求设备综合效率与寿命周期费用的经济性， 应用一系列理论、方法，通过一系列技术、经济、组织措施，对设备的物质运动和 价值运动进行全过程( 从规划、设计、制造、选型、购置、安装、使用、维修、改 造、报废直至更新) 的科学管理。这是一个宏观的设备管理概念，涉及政府经济管 理部门、设备设计研究单位、制造工厂、使用部门和有关的社会经济团体，包括了 设备全过程中的计划、组织、协调、控制、决策等工作n 虬。 1 6 2 1 设备管理的发展状况 自从人类开始使用机械设备以来，就伴随有设备管理工作。随着工业生产的发 展和现代设备的出现，才逐步形成了比较系统、完善的管理理论和管理模式。从发 展情况看，大体经历了以下进程n 5 - 诲3 ： ( 1 ) 事后维修阶段b m ( b r e a k d o w nm a i n t e n a n c e ) ( 1 9 5 0 年前) 18 世纪后期， 工业生产中已经开始推广使用蒸气机和车床，由此产生了设备维修问题。由于设备 结构简单，修理便当，所以，修理工作都由操作工兼管，而且，都是在设备发生故 障后才进行维修，这就是所谓事后维修制。随着工业生产的发展，结构复杂的设备 大量使用，维修难度越来越大，技术要求也越来越高、越来越专，操作工已无法兼 顾维修工作，于是，设备管理逐步从生产中分离出来，形成独立的维修队伍，这样 做便于管理，又有利于提高工效。 6 第1 章绪论 ( 2 ) 预防维修阶段p m ( p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e ) ( 1 9 5 0 1 9 6 0 年) 为了防止突 发故障而对设备进行预先修理的“预防性”修理模式，即预防维修制。预防维修制的 基本内容是对设备故障采取“预防为主”的方针，加强设备使用时的维护保养，在设 备发生故障前进行预防性维修，以减少故障停机产生的直接及间接损失。预防维修 制以设备的日常检查和定期检查为基础，并据此确定修理内容、方式和时间，由于 没有严格的修理周期，因而，有较大的灵活性。 ( 3 ) 生产维修阶段p m ( p r o d u c t i v em a i n t e n a n c e ) ( 1 9 6 0 1 9 7 0 年)以美国为代 表的国家多采用此维修管理体制，生产维修由四部分内容组成：事后维修b m ( b r e a k d o w nm a i n t e n a n c e ) 预防维修p m ( p r e v e n t i v em a i n t e n a n c e ) ；改善维修c m ( c o r r e c t i v em a i n t e n a n c e ) ；维修预防m p ( m a i n t e n a n c ep r o d u c t i o n ) 。这一维修体制 突出了维修策略的灵活性，吸收了后勤工程学的内容，提出了维修预防、提高设备 可靠性设计水平以及无维修设计思想。 ( 4 ) 设备综合管理阶段( 1 9 7 0 年至今) 进入2 0 世纪7 0 年代以来，西方工业国 家不断探索、研究新的现代设备管理理论，并使之付诸实施，现代科学技术和现代 管理科学的成就使得设备管理进入了一个新的阶段，即综合管理阶段。其中体现综 合管理思想的设备管理理论与管理模式有美国的后勤工程与管理( l o g i s t i c s e n g i n e e r i n g a n dm a n a g e m e n t ) ，英国的综合工程学( t e r o t e c h n o l o g y ) ，日本的全员生 产维修( t o t a lp r o d u c t i v em a i n t e n a n c e ) 和德国的综合管理( i n t e g r i t e r t e a n l a g e n w i r t s c h a f t ) 。 1 6 2 2 设备管理信息系统的研究现状 管理信息系统( m a n a g e m e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m ，m i s ) 是一个由人、计算机等 组成的能进行信息收集、传递、存储、加工、维护和使用的系统，它是一门综合了 经济管理理论、运筹学、统计学、计算机科学的系统边缘学科。一般来说，一个管 理信息系统是由信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者四大部分组成【1 9 】。 ( 1 ) 国外设备管理信息系统的发展及应用针对企业管理中的设备管理这个重要 课题，国际上的著名软件公司不惜花费上千万美金，开发了用于企业设备管理的计 算机软件产品，并成熟地应用于企业的设备管理之中。国外对设备管理系统的研究 比较早，现已进入了相当完善和先进的阶段，形成了包括辅助决策的综合设备管理 系统，为企业现代化生产和经营提供了有力的支持。 2 0 世纪4 0 年代西方企业界提出了科学的管理思想和处理逻辑，形成了旨在解决 库存问题的初级m r p ，即制造资源计划。6 0 年代，随着计算机的出现，m r p 的处 理逻辑和方法才得以真正实现。7 0 年代m r p 理论范畴得到发展，形成了以物料需求 计划为核心的闭环生产管理系统。8 0 年代计算机网络技术的发展，使企业内部的信 息得到充分共享，m r p 各子系统也得到了统一，发展了m r p i 理论。进入9 0 年代， 7 河北科技大学硕士学位论文 市场竞争进一步加剧，企业竞争空间和范围进一步扩大，部分跨国经营企业集团运 用最新的计算机通信技术建立了覆盖面更广泛的管理信息系统。其中影响最为深远 的就是计算机集成制造c i m 和e r p 思想。c i m 将整个生产过程视为一体，利用信息 技术改善设计过程、管理决策过程和加工制造过程，并在网络和数据库的支持下， 实现信息集成，进而优化生产，提高企业市场的应变能力和竞争能力。同时，以 m r p i i 为基础逐步发展起来的e r p 思想和系统逐渐推广。e r p 把原来的制造资源计 划扩展为围绕市场需求而建立的企业内部资源计划系统，是一个面向企业全局的管 理信息系统。它把客户需求和企业内部的制造活动以及供应商的资源融合在一起， 体现了完全按市场需求制造的思想瞳2 0 - 龆j 。 ( 2 ) 国内企业设备管理信息系统的现状与国外设备管理信息系统相比，国内设 备管理信息系统的研究与应用仍然处在比较落后的阶段。我国管理信息系统的开发 是1 9 7 3 年才开始的，到1 9 8 0 年以后才大量进行各种系统的开发工作。设备管理信 息子系统也是从这个时期开始的，许多单位已经开始应用计算机进行辅助设备管理， 并取得了可喜的成绩。1 9 8 7 年6 月由中国设备管理协会组织有关单位共同研制了 c a p e - s h i 型设备管理与维修信息系统，1 9 8 8 年6 月通过专家评审。该系统功能不 尽完善，适应面不广，在全国部分企业中使用。随着设备现代化水平的不断提高， 国内许多高校、科研院所、企业已经开始这方面的研究开发。 从我国目前设备管理信息系统的应用及开发水平看，虽然取得了很大的成绩， 但是，还存在着不少问题，主要表现在：计算机在设备管理中的应用还主要停留在 台账式管理阶段，其设备管理信息系统都是以文字形式显现在用户面前，由于设备 管理主要是台账式管理，牵扯到设备具体安放位置的定置信息还没有纳入计算机管 理的应用范畴。车间设备的定置管理仍然依靠设备管理人员绘制定置图的方法来进 行，一旦某个车间添加或减少一台设备，或者车间布局发生变化，就必须重新绘制 定置图，由于定置图的复杂性和管理人员繁忙，往往定置图的更新跟不上车间设备 布局的变化，同时，由于定置图以图纸的形式存放，大量的新老图纸放在一起，查 阅很不方便。还有设备管理未能纳入到计算机管理中。这些问题的存在，说明我国 现有的设备管理信息系统起点还比较低，还有许多潜力可挖，需要做许多工作来完 善设备管理信息系统心- 筠】。 ( 3 ) 设备状态监测设备远程监测技术是计算机技术、网络通信技术、信息处理 技术及故障诊断等技术融合于一体的新兴技术，它的发展有赖于这些技术的成熟和 发展2 蝴1 。 从6 0 年代开始，国际上已经能对一些设备进行监测了，最早是应用于航空航天 及军工领域，主要是对一些大型设备及动力系统进行监测。而当时只能通过一些仪 器仪表来进行监视，所以，多半是定期的状态监测。到了7 0 年代，国外的监测技术 8 第1 章绪论 迅速发展起来，美国机械工程师学会( a s 汜) 成功地将声发射( a e ) 诊断技术应 用于监测锅炉压力容器，而且，j o h n sm i t c h e l 公司研究了超低温水泵和空压机的监 测技术。同时，计算机开始应用于工矿企业中，从而为机械设备的状态监测技术增 添了现代化的色彩。在钢铁企业中，开始对轧钢机进行计算机辅助监测。而我国也 是从1 9 7 9 年开始涉及该方面研究。到了二十世纪8 0 年代，计算机技术、传感器技 术、信息技术、数字技术及信号处理技术的发展，进一步加强和完善了计算机辅助 监测技术，使监测水平大大提高，基于传感器信号数据的远程监测成为可能。开始 推出了一批比较成熟的机械监测系统，如丹麦b & k 公司生产的机械状态监测系统， 日本三菱公司的m h m 系统，美国本特利公司的t s i 系统等，其中，美国开发的最 早，技术也最先进，而b n c 系列产品应用最为广泛啪3 。 由于网络技术的不断发展，美国、加拿大、华中科技大学、北京科技大学、西 安交通大学等公司和院校都已开始从事工业领域的远程检测与诊断技术的开发与研 究工作。 设备状态的监测作用就是为了掌握在运行过程中的有关信息，及时发现设备隐 患或故障趋势，也可以为设备点检工作做指导。通过连续记录和存储设备运行状态 的数据，利用微机强大的计算功能和存储功能，进行理论计算和统计分析，找出机 械状态发展的相应规律，如机械部件的磨损规律，故障发展趋势等，为设备的可靠 性管理和预知维修提供依据c 嚣 。 1 7 本章小结 本章从课题的研究背景入手，分析说明了轧机轴承座设备管理的主要问题，课 题的研究意义、应用前景、研究的内容，本课题要重点解决的关键问题及要达到的 目标和成果及研究方法。 从国内外薄板坯连铸连轧技术、设备及设备管理系统的监测发展及研究状况进 行了简要介绍分析。 9 河北科技大学硕士学位论文 第2 章邯钢薄板坯连铸连轧生产线设备运行现状分析 2 1 薄板坯连铸连轧( c s p ) 生产线设备运行现状 薄板坯连铸连轧( c s p ) 生产线( 紧凑式带钢生产线) 是从炼钢一精炼( l f 炉) 一连铸一轧制连成一体的短流程生产线，是钢铁流程最优生产线。该机是由德国西 玛格公司设计制造，年设计能力为2 3 0 万吨，一机一流，两台套。产品规格为：带 钢厚度1 o i 砌一1 2 0 m m ，带钢宽度9 0 0 m m - - 1 6 0 0 m m ，最大卷重可达2 8 8 t 。邯钢2 0 0 8 年统计资料生产数据显示：生产的钢种有：s p h d 、s p a h 、s s 3 3 0 ，s s 4 0 0 ，s p h c ， s p h c z ，s p h c j l ，s p h d s ，s p h d z ，q 3 4 5 ，q 3 9 0 b ，q 4 2 0b ，l 2 9 0 ，l 3 2 0 ，l 3 6 0 m b ， c c s a 、b ，s a p h 3 7 0 ，3 8 0 c l ，5 1 0 l ，d 4 4 ，j 5 5 ，x 4 2 ，x 4 6 ，x 5 2 ，x 6 0 等。随着 薄板坯连铸连轧( c s p ) 设备技术水平的不断提高，生产的品种也将不断增加。 薄板坯连铸连轧( c s p ) 生产线( 紧凑式带钢生产线) 主体设备有：连铸机、 加热炉、轧机、层流冷却、卷取机等。 2 1 1 薄板坯连铸连轧( c s p ) 生产线工艺流程 薄板坯连铸连轧( c s p ) 生产线工艺流程如下： 1 # 薄板坯连铸机2 # 薄板坯连铸机_ 剪切叶1 # 加热炉2 # 加热炉_ 2 鼻加热炉摆渡 到l # 加热炉_ 除磷一粗轧( 1 机架) 一均热_ 除磷_ 精轧( 6 机架) _ 层流冷却_ 1 # 卷取机2 # 卷取机一打捆一称重_ 入库_ 检验_ 发货 2 1 2 磨辊车间主体设备情况 薄板坯连铸连轧( c s p ) 磨辊间有5 台磨辊机床，分别为： 数控轧辊万能磨辊机床1 台，型号为m k 8 4 1 6 0 i i i ( 昆山华辰机器制造有限公 司。汇丰轧辊磨床有限公司) ，最大磨削直径1 6 0 0 r n m ，最大磨削长度7 0 0 0 m m 。 ( 至) w a l d r i c hs i e g e n 磨辊机床l 台( 德国) 。 m a s c h i n e n f a b r i k h e r k u l e s 磨辊机床2 台( 德国) 。m a s c h i n e n f a b kh e r k u l e s 万能磨辊 机床l 台( 德国) 。 和两台磨床是万能磨辊机床，既能加工工作辊，又能加工支撑辊， 三台磨床只能加工工作辊。 天车3 部，4 0 1 0 t ( 银川起重机器厂) 1 部，8 0 2 0 t ( 太原重工) 1 部，8 0 2 0 t ( 银 川起重机器厂) l 部。 2 2 轧机轴承座工艺流程 1 0 第2 章邯钢薄板坯连铸连轧生产线设备运行现状分析 轴承座工作的基本原理是通过把修复好的或是入厂的合格锁紧液压缸、油膜轴 承、止推轴承、径向轴承、轴承座、轧辊等件进行装配，上线安装在轧机上，轧制 卷板。它是支撑轧辊传动的重要部件。 轧机轴承座工艺流程如图2 1 所示。工艺流程图状态描述：新轴承座：无轴承， 没有生产记录。验收合格：合格，可以使用。装配轴承：轴承座安装轴承( 操作侧 安装两种轴承，径向轴承，止推轴承) 。装配轧辊：轧辊装配轴承座。上机：在生产 线机架中。下机：下机离线状态。无轴承：轴承座拆分掉轴承，处于无轴承状态。 报废：轴承座报废，需进一步处理。排废：可以外排作为废钢处理。承诺协议：承 诺协议后可以使用。退货：在外厂进货的新轴承座验收不合格时，可以退货。 2 3 轧机轴承座工作检修现状 薄板坯连铸连轧( c s p ) 轧机轴承座是该轧机生产线上的重要设备，它具有体积 较庞大，构件复杂，配合要求精度高等特点，轴承座组装或者修复质量直接关系到 轧机生产线的产量、质量及效益。 2 3 1 轧机轴承座构件组成 轧机轴承座分类如表2 1 所示。粗轧工作辊一种，f 1 、f 2 、f 3 精轧前段工作辊 一种，f 4 、f 5 、f 6 精轧后段工作辊一种。粗轧支撑辊和f 1 、f 2 、f 3 、f 4 、f 5 、f 6 精轧支撑辊是一类轴承座，只是回油管个数不一样。轴承座、轴承、轧辊的配合关 系如图2 2 所示。 图2 】轧机轴承座工艺流程图 f i g 2 - 1t h et e c h n o l o g yf l o wc h a r to f r o l lm i l lb e a r i n gs e a t l l 河北科技大学硕士学位论文 轴承座轴承座 上驱动侧 口 上支撑棍 口 上操作侧 摩根轴承，止推轴承 摩根轴承 l 上操作侧 上驱动侧 上工作辊 i - 径向轴承止推轴承 径向轴承 下驱动侧 下t 作辊 口 下操作侧 径向轴承，止推轴承 径向轴承 一一 下操作侧， 下驱动侧 下专j 鲞 棍 摩根轴承，止推轴承 摩根轴承 _ _ _ 图2 2 轴承座、轴承、轧辊的分布关系图 f i g 2 - 2t h e d i s t r i b u t i o nc o n n e c t i o nc h a r to f b e a r i n gs e a t 、b e a r i n g 、r o l l 表2 1 轧机轴承座分类表 t a b 1 - lt h ec l a s s i f i c a t i o nt a b l eo f r o l lm i l lb e a r i n gs e a t 轴承座机架工作辊系轴承座机架支承辊系进油管回油管 粗轧r 1 种r 、f l 、f 21 种 2 1 3 ( 止推轴承侧) 1 个 f 1 、f 2 、f 3 精轧前段1 种f 3 、f 4 、f 5 、f 61 种2 3 ( 止推轴承侧)2 个 f 4 、f 5 、f 6 精轧后段1 种 注：支承辊系驱动侧有2 个进油管，揉作侧( 止推轴承侧) 有3 个进油管。刚油管的数量是根据轧机轧制速度确 定的，轧机f 3 、f 4 、f 5 、f 6 轧制速度快，流量大有两个回油管，轧机r l 、f 1 、i 2 轧制速度慢，流量小有一个 回油