采礦機軸承故障分析及診斷方法

李明全，池 邊

（江西贛州技師學(xué)院，江西 贛州 341000）

在機械設(shè)備的運行中，對于其運動狀態(tài)以及故障的診斷是是否可以安全運行的重要保障，尤其是一些涉及國家國民生產(chǎn)實踐中的關(guān)鍵機械設(shè)備，一旦出現(xiàn)故障問題很可能會造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重事故發(fā)生。為了防止這樣的問題發(fā)生，應(yīng)該通過對機械設(shè)備的運行狀況進(jìn)行實時的監(jiān)測，對于故障的發(fā)展趨勢進(jìn)行盡早的診斷，及時的找出故障發(fā)生的原因，并采取對應(yīng)的措施進(jìn)行維護(hù)，以避免由于機械設(shè)備突然的損壞而造成的事故，從而提高設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)的運行能力[1]。在采礦工藝中，對采礦機的軸承進(jìn)行監(jiān)測與故障診斷中十分重要。由于采礦機軸承的維修費用較低，且具有啟動靈敏度高、易于互換等優(yōu)勢，在采礦機械設(shè)備中得到了廣泛的使用，但由于軸承的安裝位置是處于高頻率以及高載荷的關(guān)鍵位置，因此采礦機軸承的運行質(zhì)量直接影響著整個采礦機的性能和使用壽命[2]。并且軸承的運行時間與采礦機上其它的零部件相比離散性更大，例如在一些采礦工藝中，采礦機的軸承還未達(dá)到規(guī)定的時間就發(fā)生了故障的情況，而已經(jīng)超出了設(shè)計時規(guī)定的使用時間卻還能完好的進(jìn)行工作。

1 采礦機軸承故障分析

通過對某礦區(qū)采礦工藝進(jìn)行探究并將數(shù)據(jù)信息記錄表1所示為采礦機軸承故障原因比重表，從表1中可以看出有一半以上的采礦機軸承故障是由于設(shè)備的使用者在進(jìn)行安裝和操作的失誤造成的。

表1 采礦機軸承故障原因比重表

在進(jìn)行采礦機軸承故障監(jiān)測時，一旦發(fā)生異常運行狀況，應(yīng)該立即進(jìn)行檢查與分析，及時將受損的軸承修復(fù)或替換。采礦機軸承在長時間的使用或工作人員存在操作不當(dāng)?shù)那闆r下，最終往往會表示為潤滑故障。這種故障形式也是采礦機軸承故障中最常見的一種，采礦機設(shè)備的維修人員應(yīng)該給予高度的重視。這種故障形式的原因是由于當(dāng)工作人員操作不當(dāng)時，采礦機軸承內(nèi)部會產(chǎn)生大量的熱量，使得軸承元件的溫度不斷升高，從而降低了軸承與采礦機設(shè)備間的潤滑劑粘性[3]。當(dāng)粘性降低后會使摩擦部位之間的油膜厚度變薄，導(dǎo)致金屬與金屬直接接觸在一起，同時金屬表面在受到摩擦后溫度也會進(jìn)一步的升高，潤滑劑粘性持續(xù)降低，如此形成了一種惡性的循環(huán)模式。但由于這種故障情況卸下的軸承通常已經(jīng)受到了嚴(yán)重的損壞并且表面的顏色已經(jīng)由于受熱而脫落，因此維修人員常常會誤以為是由于潤滑不當(dāng)而造成的軸承事故。

潤滑油中的污染物也是導(dǎo)致大多數(shù)采礦機軸承出現(xiàn)故障的直接原因，潤滑油中的污染物包括水蒸氣以及固體顆粒等，通常情況下，污染物中的水蒸氣引起的故障問題約占35%～45%。當(dāng)采礦機運行的過程中，由于工作人員的使用不當(dāng)，潤滑油中會混有少量的水分，導(dǎo)致潤滑油的粘性降低，使其達(dá)不到軸承規(guī)定的粘性等級，采礦機軸承長期處在潤滑不足的危險狀態(tài)，最終將引起嚴(yán)重的故障問題。同時，采礦機處在濕度高的環(huán)境中，周成的周圍的潤滑油也會含有一定量的水分，在采礦機未運作時，水分也會對軸承零部件造成威脅，使軸承表面發(fā)生氧化、腐蝕等現(xiàn)象。當(dāng)采礦機開始運作時受損的部位會加速的脫落下來。若不及時更換，脫落的范圍將會進(jìn)一步擴(kuò)大，造成更加嚴(yán)重的軸承故障問題。

2 采礦機軸承故障診斷方法

采礦機軸承的故障診斷方法主要包括油膜電阻診斷法、光纖診斷法、油樣分析法、溫度法、振動法等[4]。目前最常使用的方法是振動法，振動法的優(yōu)勢在于操作簡單、結(jié)果可靠性高等。其原理是由于采礦機軸承在運轉(zhuǎn)過程中會受到多方面的載荷從而引起振動，對采礦機的使用壽命和可靠性造成影響，同時振動也是最直觀、最重要的信息來源，也是軸承運行狀態(tài)的信息載體，振動特征足以反映軸承的運動狀態(tài)。振動法的軸承故障診斷方法分為三步：第一步是獲取可以反映軸承運動狀態(tài)的有效信息；第二步是采用信號處理的方式將軸承的故障信息進(jìn)行提取；第三步是對軸承故障的形式進(jìn)行識別以及智能診斷。

3 結(jié)語

本文對于采礦機軸承故障原因分析只是通過對某一礦區(qū)采礦工藝進(jìn)行探究，因此探究的結(jié)論十分片面，在以后的研究中還應(yīng)該不斷的擴(kuò)大調(diào)查的范圍及規(guī)模。同時在我國采礦技術(shù)迅速發(fā)展的大環(huán)境中，除了軸承的故障問題外，采礦設(shè)備還存在著很多較為突出的問題：首先是如何對采礦設(shè)備以及零部件的質(zhì)量問題進(jìn)行評價，目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以對采礦設(shè)備是否可以超出質(zhì)保期依然可以使用提供依據(jù)，設(shè)備的供需雙方也沒有進(jìn)行統(tǒng)一的判定；其次就是對于已經(jīng)投入運行的采礦設(shè)備如何鑒定設(shè)備的健康運作狀態(tài)，目前我國在這一方面同樣缺少可以提供參考的具體說明。