故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備維修中的應(yīng)用

嚴(yán)栓柱

（河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司，河南鄭州 450000）

故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備維修中的應(yīng)用

嚴(yán)栓柱

（河南省煤層氣開發(fā)利用有限公司，河南鄭州 450000）

隨著我國(guó)煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，礦山機(jī)械設(shè)備的使用范圍也越來越廣泛，已經(jīng)深入到了煤礦生產(chǎn)的各個(gè)層面。在這種情況下，機(jī)械設(shè)備在工作中發(fā)生故障是在所難免的。那么迅速找出故障的原因，確定故障的位置，盡快恢復(fù)正常的生產(chǎn)工作，是工礦企業(yè)所面臨的一個(gè)長(zhǎng)期性的問題。因此，故障診斷技術(shù)在礦上機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文討論了機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)中的一些原理和方法，希望能夠?qū)ιa(chǎn)中的工礦企業(yè)有所幫助。當(dāng)然，各個(gè)工礦企業(yè)在生產(chǎn)中還要充分結(jié)合自身的實(shí)際情況，科學(xué)地運(yùn)用故障診斷技術(shù)，這樣才能更好地提高機(jī)械設(shè)備的使用效率。

礦山；故障診斷；維修；應(yīng)用

目前世界采礦工業(yè)發(fā)展很快，采礦量和礦山規(guī)模越來越大，礦山機(jī)械設(shè)備的規(guī)格及種類發(fā)展極其迅速，礦山機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)、維修技術(shù)也迅猛發(fā)展。機(jī)械設(shè)備維修部門對(duì)機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)十分關(guān)注，因?yàn)橛泄收系脑O(shè)備如果得到及時(shí)的維修，迅速的恢復(fù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率必然提高。那么，故障診斷技術(shù)的運(yùn)用在礦山機(jī)械設(shè)備維修中就有很現(xiàn)實(shí)的意義。

1 故障診斷技術(shù)

1.1 故障診斷技術(shù)概述

隨著各種技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備中的作用越來越重要，然而機(jī)械設(shè)備一旦發(fā)生運(yùn)行故障將會(huì)造成停產(chǎn)甚至人員傷亡，這樣既影響生產(chǎn)效率造成經(jīng)濟(jì)的損失，又會(huì)帶來社會(huì)問題，對(duì)企業(yè)的發(fā)展是極其不利的。在這一背景下，設(shè)備的故障診斷技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，自故障診斷技術(shù)在20世紀(jì)40年代提出，就得到了礦山企業(yè)極大的關(guān)注，發(fā)展十分迅速。利用故障診斷技術(shù)使實(shí)踐生產(chǎn)中避免了很多事故風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，設(shè)備安全性得到了保證，經(jīng)濟(jì)效益得到了最大體現(xiàn)。故障診斷技術(shù)怎樣解決的這一問題的呢，簡(jiǎn)單的說它就是在故障發(fā)生之前檢測(cè)出來并及時(shí)地做好維保及維修；也可以概括為防患于未然，把機(jī)械設(shè)備故障在萌芽狀態(tài)得到解決。這項(xiàng)技術(shù)剛開始運(yùn)用在高科技航天航空事業(yè)上，由于效果比較明顯，所以在各個(gè)工程領(lǐng)域逐漸地得到了推廣，尤其是工業(yè)大型設(shè)備領(lǐng)域。我國(guó)這方面發(fā)展的較晚，但最近幾年也發(fā)展迅速，得到了各領(lǐng)域的關(guān)注，相信不久能夠達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

1.2 故障診斷技術(shù)原理

設(shè)備故障診斷技術(shù)實(shí)際主要靠防護(hù)措施來達(dá)到提前發(fā)現(xiàn)故障的方法，那么怎么解決提前發(fā)現(xiàn)故障就是一個(gè)重要的問題。在不妨礙正常生產(chǎn)的前提下，我們需要了解設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，也就是需要了解設(shè)備各個(gè)部分的參數(shù)是不是在正常的范圍。通過一些輔助精密儀器，檢測(cè)礦山機(jī)械設(shè)備工作狀態(tài)，可以得到需要的參數(shù)及數(shù)據(jù)。然后利用這些數(shù)據(jù)用一些方法分析評(píng)估，檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的工作性能。從中確定是否存在潛在的故障，確定機(jī)械設(shè)備的哪個(gè)部分將要出現(xiàn)問題。確定以后，我們就能提前做好防護(hù)，提前把故障問題縮小化，也能對(duì)機(jī)械設(shè)備的部件、性能作出評(píng)估和預(yù)測(cè)。如果還對(duì)故障診斷技術(shù)的原理理解不清楚，我們可以總結(jié)為，故障診斷技術(shù)就是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)，通過檢測(cè)運(yùn)行狀況獲取機(jī)電設(shè)備運(yùn)行工況參數(shù)，然后對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全可靠性和工作性能作出評(píng)估，并對(duì)異常原因、部位、危害程度等進(jìn)行識(shí)別和評(píng)價(jià)，確定應(yīng)采取的對(duì)策，這種技術(shù)就是既能檢測(cè)目前的現(xiàn)狀，又可以預(yù)測(cè)未來的狀況。

2 故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備中的運(yùn)用

我們了解了故障診斷技術(shù)的方法和原理，那么這種技術(shù)是怎么利用在礦山機(jī)械設(shè)備的診斷中的呢。下面介紹幾種常見的礦山機(jī)械故障診斷的方法。

2.1參考?xì)v史記錄

參考以往的故障記錄，在礦山機(jī)械設(shè)備診斷中使用的較多，因?yàn)樵摲椒ū容^直觀也更簡(jiǎn)單、快速。用歷史記錄，首先排除比較明顯的故障，按照故障部位進(jìn)行維修。這個(gè)故障歷史記錄，首先要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，就是將以往的故障特征、表現(xiàn)、原因、處理辦法等編成一冊(cè)。然后當(dāng)再出現(xiàn)同樣的故障時(shí)，就可以根據(jù)故障手冊(cè)快速的定位故障的類型與處理方法。在這里還需要編輯一個(gè)各個(gè)設(shè)備正常時(shí)的各個(gè)部位的參數(shù)比如電機(jī)的溫度、轉(zhuǎn)速等，這樣可以在設(shè)備工作時(shí)持續(xù)的檢測(cè)不同部位的相關(guān)參數(shù)，將取得的參數(shù)與歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，可以很清楚的反映設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。

2.2 利用小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種比較前沿的技術(shù)，該方法還不是很完善，但是它在機(jī)電設(shè)備診斷方面作用還是比較明顯的。這種方法是利用建立非線性系統(tǒng)，既利用礦山設(shè)備從故障萌芽到故障源頭的復(fù)雜非線性映射關(guān)系，通過計(jì)算機(jī)處理，診斷出故障部位，然后采取合理的措施。

2.3 振動(dòng)檢測(cè)診斷技術(shù)

礦山機(jī)械設(shè)備振動(dòng)是比較常見的一個(gè)參數(shù)，因此我們可以首選檢測(cè)設(shè)備的振動(dòng)參數(shù)。通過檢測(cè)設(shè)備的振動(dòng)參數(shù)以及特征來診斷、分析礦山機(jī)械設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)和故障部位。設(shè)備振動(dòng)測(cè)量參數(shù)可以是頻率、速度、加速度、位移等，通過選擇正確的振動(dòng)測(cè)量點(diǎn)，利用傳感器得到數(shù)據(jù)。在檢測(cè)過程中有一點(diǎn)比較重要，就是要選擇恰當(dāng)?shù)恼駝?dòng)測(cè)量點(diǎn)。礦山大型設(shè)備的振動(dòng)點(diǎn)比較多，因此要選擇那些能夠全面反映振動(dòng)狀態(tài)的點(diǎn)。得到振動(dòng)數(shù)據(jù)后，通過設(shè)備轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再在計(jì)算機(jī)上分析處理，做出最后診斷。

2.4 磨屑油液檢測(cè)

磨屑油液檢測(cè)法也是比較直觀的一種方法。這種方法是通過觀察油液介質(zhì)的物理、化學(xué)成分的變化來判斷機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)。油液中的雜質(zhì)來自于設(shè)備的磨損和污染，不同的磨損方式及磨損狀態(tài)，會(huì)造成油液中雜質(zhì)不同的數(shù)量以及不同的大小，因?yàn)榻饘傥⒘５男螤詈蛿?shù)量可以診斷機(jī)械磨損的階段及磨損程度。這種方法的關(guān)鍵是要有不同時(shí)期的記錄，還要仔細(xì)觀察油液中介質(zhì)的變化。

3 礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷的實(shí)例

礦山機(jī)械設(shè)備有很多種，并且不同生產(chǎn)廠家也有各自的特征，設(shè)備的故障可能也不是單一的，因此，設(shè)備的故障診斷方法也要綜合利用，不能只墨守成規(guī)的使用一種方法。

3.1 液壓鑿巖機(jī)的故障診斷

液壓鑿巖機(jī)是高效、節(jié)能的鑿巖設(shè)備，也是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對(duì)使用及其維護(hù)也要求較高，如果出現(xiàn)故障，維修就比較費(fèi)時(shí)，影響生產(chǎn)的效率，因此平時(shí)要做好維護(hù)。液壓鑿巖機(jī)是主要靠液壓油來工作的，因此液壓油要高度的重視。合理選擇和使用液壓油是提高液壓鑿巖機(jī)綜合效率和延長(zhǎng)其使用壽命的關(guān)鍵，必須給以高度重視。其中對(duì)液壓油的污染要特別關(guān)注，因?yàn)橐簤河褪艿轿廴荆瑢⒅苯訐p壞液壓泵和液壓馬達(dá)，這樣會(huì)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，對(duì)油液污染的監(jiān)測(cè)和控制，是非常必要的。

沖擊頻率是液壓鑿巖機(jī)主要性能參數(shù)之一，如能實(shí)時(shí)測(cè)試沖擊頻率，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)液壓鑿巖機(jī)工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，防止造成重大事故，有著重大意義。液壓鑿巖機(jī)沖擊頻率測(cè)試儀，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用，這種測(cè)試儀可以很容易的得到?jīng)_擊頻率。因此，平時(shí)維護(hù)中要常使用測(cè)試儀檢測(cè)沖擊頻率，診斷液壓鑿巖機(jī)的工作狀態(tài)。

3.2 地下鏟運(yùn)機(jī)

地下鏟運(yùn)機(jī)目前在礦下，使用比較常見，由于礦下環(huán)境的特殊性以及復(fù)雜性，給鏟運(yùn)機(jī)的故障診斷帶了一定的困難。但又由于各種科技的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)的發(fā)展，這方面的故障診斷技術(shù)發(fā)展很快。機(jī)器特征的指標(biāo)是地下鏟運(yùn)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)，因此，故障診斷，我們需要了解更多的機(jī)器特征指標(biāo)。這些指標(biāo)與各部件的性能及結(jié)構(gòu)有很密切的聯(lián)系，必須引起關(guān)注，這些特征指標(biāo)有額定載重量、鏟斗容量、機(jī)重、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、最大牽引力等等。這些參數(shù)中，發(fā)動(dòng)機(jī)要特別注意環(huán)境的溫度和濕度，要時(shí)常檢查配備的風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)、空氣濾清器等，保證這些參數(shù)在正常范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

做好機(jī)械設(shè)備故障診斷，要多注重平時(shí)的維保工作。特別是鏟運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)，平時(shí)首先要多檢查工作機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)工作壓力，檢查各液壓泵、閥工作情況，診斷出故障要及時(shí)地調(diào)整、修理或更換。其次檢查工作機(jī)構(gòu)各油缸、轉(zhuǎn)向油泵是否泄露，球鉸、銷軸磨損情況，油缸活塞缸是否彎曲，發(fā)現(xiàn)這些問題后，要及時(shí)地更換封圈、封塵圈、銷軸、球鉸等，校正或更換活塞桿。

[1]曹義國(guó).機(jī)械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測(cè)的常用方法及發(fā)展趨勢(shì)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，6.

[2]楊帆.故障診斷技術(shù)在礦山設(shè)備上的運(yùn)用[J].煤礦機(jī)械，2003，3.

[3]吳勇.故障診斷技術(shù)在礦山設(shè)備上的維修運(yùn)用[J].山西煤礦，2005，2.

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1003-5168(2014)04-0128-02