礦山破碎機故障及其診斷探討

摘要：礦產資源會對我國社會經濟的發展產生直接且明顯的影響，其重要性是不言而喻的，所以有必要做好其開發及利用工作。文章首先分析了礦山破碎機出現故障的原因，介紹了兩種常見礦山破碎機的常見故障及其處理，討論了礦山破碎機故障診斷方法，最后展望了故障診斷方法發展趨勢，以期為礦產資源開發工作提供有益參考。

關鍵詞：礦山破碎機；設備故障；故障診斷；礦產資源；固定式液壓破碎機；顎式破碎機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD451 文章編號：1009-2374（2015）34-0143-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.073

在礦產資源開發工作中，礦山破碎機是一種常用設備，可以大幅提升和有效保證開發效率。然而在實踐操作中若所處環境不理想、維護和保養工作不到位，則有可能導致故障，給礦山企業的正常生產帶來直接且嚴重的負面影響。下面針對礦山破碎機出現故障的原因進行分析：

1 礦山破碎機出現故障的原因

（1）運行環境不理想，面對過大的振動或者力矩，使得傳動系統出現故障，如軸頭、軸承位以及鍵槽等部位的磨損；（2）運行期間會導致嚴重的粉塵問題，如果在動力系統大量積聚，便會導致故障。另外，粉塵落在潤滑油表面，將會嚴重削弱其潤滑效果，最終導致傳動部位出現嚴重磨損；（3）在科技迅猛發展的推動下，礦山自動化作業水平正在不斷提高，同時對破碎機等設備提出了更為嚴格的運行要求。在此背景下，礦山破碎機正朝著三大方向不斷發展，分別是產量化、規模化以及高技術化，使其維護和保養難度日益增加。如果礦山企業未能配備高技術水平的維護人員，當礦山破碎機出現故障時，便難以進行及時處理，會進一步加重礦山企業的經濟損失。

2 兩種常見礦山破碎機的常見故障及其處理

2.1 固定式液壓破碎機

固定式液壓破碎機在礦山開發中較為常見，破碎能力強、噪聲污染小、可靠性理想、容易操作，可以大幅減輕工作人員的負擔，能夠在各類工況下全天候作業。以GP60固定式液壓破碎機為例，其工作時可能出現的故障主要包括下述三種：（1）由于液壓系統溫度過高，造成液壓油狀態異常，進而造成設備難以正常運行。為解決該問題，應密切監測液壓油實際溫度，盡量保證其處于常溫狀態；（2）液壓系統溫度過高會使得橡膠密封件發生一定程度的膨脹，加劇磨損，從而降低設備的運行效率和質量。為解決該問題，應嚴格落實對設備零部件的檢查工作，一旦發現異常，應予以及時更換；（3）液壓油氧化后會生成沉淀物，嚴重時將堵塞過濾器，最終造成液壓系統難以正常運行。為解決該問題，建議定期更換液壓油，不僅如此，還應有效避免液壓油氧化問題。

2.2 顎式破碎機

（1）悶車，即設備運轉時發生突然性停機。誘發該故障的原因是多方面的，常見的如排料口發生堵塞、皮帶松弛、電壓不穩以及軸承斷裂等。當出現悶車故障時，首先要做的工作是找出事故的誘發原因，進而采取針對性的解決措施，如排除料口部位的堵塞物，將皮帶調整到適宜緊度，使電壓擁有良好的穩定性，使用新的軸承等。（2）彈簧斷裂，導致該故障的常見原因是，對小排料口進行調節時，沒有適當放松彈簧。所以，在解決該問題時，一般對毀壞的彈簧予以更換即可。（3）偏心軸彎曲甚至斷裂，導致該故障的常見原因有三種：一是主機長時間超載工作，二是沒有做好偏心軸的熱處理工作，三是破碎物硬度過大。為解決該問題，應對偏心軸進行及時更換，并密切觀察和總結導致該故障的真正原因，然后采取針對性的處理措施。

3 礦山破碎機故障診斷方法

3.1 基于直觀的故障診斷方法

該方法又被人們稱之為主觀診斷法，是指負責診斷的工作人員立足于個人擁有的實踐經驗，憑借看、聽、摸、聞、問等方法或通過一些檢測裝置以查找故障，分析其位置與原因。運用這一方法時，有些情況下涉及對系統結構等多方面知識的綜合運用，所以對診斷工作人員提出下述要求：（1）擁有較豐富的礦山破碎機故障機理知識；（2）擁有較豐富的礦山破碎機故障診斷經驗。由于對診斷工作人員的個人能力有著較大的依賴性，因而故障診斷效率和質量不高。

3.2 基于故障樹的故障診斷方法

該方法基于邏輯視角對零部件、系統整體之間的關系加以分析，可以是定性的，也可以是定量的，不僅擁有較強的邏輯性，同時還擁有比較理想的直觀性，是現今分析復雜系統安全性時的一種常用的、高效的方法。立足于礦山破碎機液壓傳動系統具有的結構特點，構建與之對應的故障樹，接下來利用結構函數，通過數學公式將故障樹直觀表示出來，并加以分析。大量實踐顯示，利用故障樹分析結果開展礦山破碎機故障診斷工作，可以快速且準確地找到故障位置，能夠為后續維修提供極大便利。

3.3 基于人工神經網絡的故障診斷方法

人工神經網絡是由若干并不復雜的處理單元彼此相連而構成的一種較為復雜的網絡系統。該方法的實質是，對各類故障診斷經驗加以學習和吸收，借助分布于網絡內部不同位置的連接權值以實現對所掌握知識的表達，賦予自身三大能力：一是聯想記憶，二是模式匹配，三是相似歸納能力，從而在故障、征兆之間構建起一種較為復雜的具有非線性特點的映射關系。相較傳統信息處理方法，神經網絡技術表現出很大不同，其具備自適應功能，可接受訓練，還能夠對儲備信息進行修改，就原理層面來看工作效率要遠遠超過傳統信息處理方法，不僅如此，還表現出下述優點：（1）非線性；（2）模擬并行性；（3）高度容錯性；（4）魯棒性；（5）自聯想；（6）自學習等。

4 故障診斷方法發展趨勢展望

現階段，以計算機技術為代表的各類現代科技正處于快速發展中，為故障診斷技術的進一步發展奠定了堅實基礎。現今，故障診斷方法的發展趨勢集中體現在下述方面：（1）將某些新穎理論和知識應用到故障診斷中，常見的如信息融合故障診斷、基于進化算法的故障診斷以及基于核方法的故障診斷等。在相關新理論快速發展的今天，上述方面的工作仍舊會發揮出重要作用，是故障診斷研究不可或缺的核心內容之一；（2）診斷系統集成化，將若干種診斷方法有機融合為整體的集成故障診斷研究，如將小波變換、模糊數學以及神經網絡這三大技術有機融合為整體的故障診斷方法；（3）診斷系統綜合化，由原先較為簡單的監測以及診斷逐步向綜合系統化方向發展，將監控功能、測試功能、診斷功能、管理功能、預測功能以及訓練功能整合到一起；（4）在人工智能快速發展的今天，其優越性開始引起業界的廣泛關注，以故障診斷系統為例，如果有機融入人的作用，那么將會大幅降低各類故障誤報率，同時能夠減少漏報的發生。故障診斷屬于一門實踐應用型技術，換而言之，只有應用于實踐才能真正反映其價值和意義。現階段，盡管在理論方面成果頗豐，然而應用實例并不算多，所以如何將理論知識轉化為實踐成果，仍舊是未來的重點研究課題之一。

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作者簡介：季永強（1970-），男（蒙古族），內蒙古赤峰人，赤峰賀邦機電制造有限責任公司工程師，研究方向：機械方面。

（責任編輯：蔣建華）