淺析礦山機械的故障診斷

郝建林　賈建林

【摘 要】礦山機械設備的大量使用，使得機械故障的發(fā)生率在不斷的提高，由此而造成的停機損失和維修費用也在不斷的增加。鑒于此。本文結合多年工作經驗，對礦山機械的故障診斷進行了探討，以期對相關從業(yè)人員有所幫助。

【關鍵詞】礦山；機械設備；故障診斷

一、前言

礦山機械設備是礦山企業(yè)中重要的基礎性設備。近年來，隨著技術的發(fā)展，礦山機械從普通簡單型向綜合本質安全型快速發(fā)展，對礦山機械設備的故障診斷提出了更高的要求。煤礦企業(yè)大部分都是在井下工作，煤礦機械受到井下環(huán)境和作業(yè)空間等因素的影響，易于發(fā)生故障，甚至事故，使得機械設備的故障率增高；而且，煤礦企業(yè)井下機械的工作空間過小，使得粉塵比較大，而且濕度也加強，也給機械設備出現(xiàn)故障的排除增加了更大的困難。尤其隨著采礦業(yè)規(guī)模日益增大，采礦的機械設備也日趨大型化、連續(xù)化、機電一體化，其性能與復雜程度不斷提高，對設備故障的診斷也更為復雜?？總鹘y(tǒng)的人工或半自動化的方法來維護機械設備，無論是數(shù)據(jù)的可靠性或實時性，還是設備的維修質量均無法滿足要求，導致礦山機械在施工過程中停機多，檢修時間長，嚴重影響到安全生產的進度和質量。所以，為了保持礦山設備良好的技術狀態(tài)，加強礦山機械的故障診斷研究有重要的現(xiàn)實意義。

二、常見的礦山機械故障及其分析

1、噪聲和振動大。一是吸空現(xiàn)象嚴重。吸油過濾器局部堵塞，阻力大；吸油管距油面較近；吸油位置太高或油箱液位太低；泵和吸油管口密封不嚴；油的粘度過高；泵的轉速太高；吸油過濾器過流面積過??；非自吸泵輔助泵供油不足或有故障；油箱上的空氣過濾器堵塞；泵軸油封失效。二是吸入氣泡。油液中溶解一定量的空氣；回油渦流強烈生成泡沫；管道內或泵殼內存有空氣；吸油管浸入油面的深度不夠。三是液壓泵運轉不良。定子環(huán)內、齒輪精度低、擺差大造成泵內軸承、零部件磨損嚴重或破損。2、壓力不足。溢流閥旁通閥損壞，減壓閥設定值太低，集成通道塊設計有誤，減壓閥損壞，泵、馬達或缸損壞、內泄大。3、溫度過高。主要原因有：油粘度過高、內泄嚴重、冷卻器堵塞、泵修理后性能差及油位低、壓力調定過大、摩擦損失大。液壓系統(tǒng)的零件因過熱而膨脹，破壞了相對運動零件原來正常的配合間隙，導致摩擦阻力增加、液壓閥容易卡死，同時，使?jié)櫥湍ぷ儽?、機械磨損增加，結果造成泵、閥、馬達等的精密配合面因過早磨損而使其失效或報廢。4、元件無動作。電磁閥中電磁鐵有故障，限位或順序裝置不工作或調得不對，機械故障，無指令信號，放大器不工作或調得不對，閥不工作，缸或馬達損壞。有時執(zhí)行元件動作太慢，主要是因為泵輸出流量不足或系統(tǒng)泄漏太大，油液粘度太高或太低，閥的控制壓力不夠或閥內阻尼孔堵塞，外負載過大，放大器失靈或調得不對，閥芯卡澀，缸或馬達磨損嚴重。5、泵不出油：未接通電源或電路及元件故障造成電動機軸不轉動，或電動機轉向不對使泵反轉；電動機發(fā)熱跳閘。溢流閥調壓過高，超載荷后悶泵，溢流閥芯卡死或阻尼孔堵塞，泵出口單向閥裝反或閥芯卡死而悶泵，電機故障。6、異常發(fā)熱：主要是由于裝配質量差，傳動部分同軸度低，軸承質量差，或安裝時未清洗干凈，運轉時別勁；經過軸承的潤滑油排油口不暢通，回油口螺塞未打開，油道未清洗干凈。再就是油液質量差。油液的粘溫特性差，粘度變化大；油中含有大量水分。

三、礦山機械故障診斷方法

隨著生產規(guī)模的擴大，礦山機械設備的使用數(shù)量不斷增多，機械設備故障診斷也愈加重要。通常情況下，根據(jù)機械設備的物理特性所進行的故障診斷有以下幾個方面：

1、主觀診斷技術

指維修人員利用簡單的診斷儀器憑借個人的實踐經驗分析判斷故障產生的原因和部位。方便快捷，可靠性較低，屬于較簡單定性分析。直覺經驗法指維修人員憑感官和經驗，通過看、聽、摸、聞、問等方法判斷故障原因：看執(zhí)行元件是否爬行、無力、速度異常，液位高度、油液變質及外泄漏，測壓點工作壓力是否穩(wěn)定，各連接處有無泄漏及泄漏量；聽泵和馬達有無異常聲響、溢流閥尖叫聲、軟管及彎管振動聲等。例如在礦山機械的循環(huán)運行過程中，潤滑油可以提供機械零部件的損耗類型、部位和程度等診斷信息。其中磁塞檢查法，就是通過將帶磁性的塞頭放入潤滑系統(tǒng)內，收集潤滑油中的磨損殘渣，通過肉眼觀察殘渣的形態(tài)，來診斷機械零件磨損情況的檢測方法。該檢測手段簡便有效，適合于磨粒殘渣尺寸大于50mm的情況。參數(shù)測量法指通過測得系統(tǒng)回路中所需點處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作正常值比較，即可判斷出參數(shù)是否正常、是否有故障及故障所在部位，適于在線監(jiān)測、定量預報和診斷潛在故障。不同的礦山機械在運行過程中會產生不同頻率的振動，所以，通過收集分析振動信號參數(shù)，能夠獲得礦山機械的故障情況。當?shù)V山機械發(fā)生故障時，其產生的振動會加大；同時，隨著機械零件的磨損加劇，零件表產生的剝落等現(xiàn)象也會導致振動的加大。機械還可能因為微小的振動而導致其內部結構的共振，從而造成運行狀態(tài)惡化。囚此，我們可以通過對礦山機械振動的診斷，了解其中所包含的大量信息，進而對機械設備的狀態(tài)進行監(jiān)測，分析得出戰(zhàn)障.原因。

2、儀器診斷技術：

儀器診斷技術是借助儀器對機械故障進行診斷。系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、噪聲、震動、油的污染、泄露、執(zhí)行部件的速度、力矩等，通過儀器顯示或計算機運算得出判斷結果。礦山機械運行狀態(tài)不正常時，往往溫度會發(fā)生異常，如異常升高等。由于機械的溫度不能直接測定，因此要借助于物質的某此與溫度變化有關的物理特性來進行間接測量。例如紅外測溫的原理是將機械發(fā)射的具有輻射能的紅外線轉變成電信號，由于紅外線輻射能的大小與機械的溫度相對應，因此可以根據(jù)電信號的大小來確定機械溫度的高低當使用紅外測溫手段對礦山機械進行故障診斷時，最核心的問題是必須要準確獲得被測設備的溫度分布情況或故障相關部位的溫度值。因此，為了提高紅外測溫的準確度，必須在對檢鋇l結果進行分析處理的同時，采取相應的對策來選擇好的檢測條件，或者對檢測現(xiàn)場結果進行合理的修正。

3、遠程故障診斷技術

遠程故障診斷技術是通過設備故障診斷技術與計算機網(wǎng)絡技術相結合，在礦山機械設備上建立狀態(tài)監(jiān)測點，采集設備狀態(tài)數(shù)據(jù)；而在礦井調度中心對設備運行進行分析診斷監(jiān)測的一項技術，遠程故障診斷與維護的實現(xiàn)可以使礦山設備的故障診斷更加靈活方便，也能實現(xiàn)資源共享。機械設備運行時產生多種信息，當其功能逐漸劣化時，就出現(xiàn)相應的異常信息，如，機器的狀態(tài)變化而產生的異常振動、噪聲、溫度等機械信號：機械劣化過程產生的磨損微粒、油液及氣體成份變化的化學信號等。利用檢測儀器對最敏感的故障特征信號進行狀態(tài)監(jiān)測，做出正確的分析和診斷，可以及時預測機器設備可能發(fā)生的故障。傳感器安裝在診斷對象（設備）上，以傳遞溫度、壓力、振動、變形等信號，這些信號進一步轉化為電信號，輸入到信號處理裝置，在信號處理裝置中將輸入的診斷信號與預先儲存在系統(tǒng)內的標準信號進行比較，標準信號是根據(jù)事先積累的大量數(shù)據(jù)資料和實際經驗分析歸納而制定出來的判定標準，是設備各種參數(shù)的允許值。通過比較做出判斷，確定故障的部位和原因，預測可能發(fā)生的故障。

四、結語

在不同的礦山設備中，需要使用不同的故障診斷技術，才能夠有效的發(fā)現(xiàn)并且排除故障，確保機械設備的穩(wěn)定運行。而且隨著科學技術的不斷進步，電子技術在礦山設備中的應用，促進了礦山生產現(xiàn)代化水平的不斷提高，大多數(shù)礦山企業(yè)中的機械設備也逐漸向著大型化、自動化的方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]鄭德超.淺談礦山機械設備的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷[J].技術與市場，2011（04）.

[2]戎輝.淺談礦山機械設備的使用診斷與維修[J].城市建設理論研究（電子版），2011（35）.

[3]鄒忠文.淺談礦山機械設備液壓故障原因及處理措施[J].中國新技術新產品，2009（09）.

[4]劉永梅.礦山機械故障診斷與維修[J].甘肅科技，2009（17）.