礦山機械設備液壓故障處理分析

齊慶國

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

現階段，液壓傳動在礦山機械中得到了廣泛的應用，已由最初轉向和工作裝置轉變成當前行走、制動與操作系統控制等方面，幾乎是隨處可見。對于礦山開采而言，此項工作的環境極為惡劣，通過專業機械裝置開展作業必不可少，而其中使用最為廣泛且受歡迎度最高的應為液壓裝置。雖然此類裝置有著諸多優點，但是極易出現故障也是其最大的缺點，因為導致故障的原因較多，因此一旦出現問題便會對作業進度產生影響，如果問題過于嚴重還會造成一定經濟損失。相較于其它裝置，液壓設備內部結構十分獨特，因此維修難度極高，而這也就給設備處理帶來了更大的挑戰，按照故障形成原因進行具體分析，從而為相關故障解決提供有力依據極為關鍵。

1 故障定義以及診斷原理

1.1 故障的定義

當設備處于正常工作狀態時礦山機械裝置并不會產生任何問題，并且也不會對正常且安全的生產產生影響，其所具有的作用也會得到充分發揮，不會導致額外經濟損失；而設備存在異常情況通常是指機械裝置在工作過程中，因為設備內部某一結構發生損壞或問題，進而對機械設備正常運轉產生影響，并讓設備缺陷被進一步放大，并導致機械設備應用性能無法充分發揮，問題不斷惡化，然而機械設備依舊可以使用；不同于前者，故障即機械設備內部結構缺陷造成的影響不斷擴大，最終導致機械設備無法正常運轉，設備性能以及功能處于基本癱瘓狀態[1]。然而由于檢測和故障一般發生在設備未停機的基礎上，因此出現的故障大多將狀態信號當做依據。

1.2 診斷依據

在對礦山機械設備液壓故障進行診斷時主要是根據以下原理進行判斷。首先是設備狀態的監測，此環節主要是監測和設備工作相關的狀態信息；其次是特征的提取。該環節需要由設備工作狀態信號之中尋找并提取出與故障有一定關系的特征信息；再次是故障的診斷，所謂故障診斷就是要通過先前收集到的信息，借助其它補充測試來確定故障出現的具體位置；最后是決策，按照設備故障的特點與趨勢來做出對應的解決措施。當機械設備處于正常工作狀態時會產生大量信息，而一旦它的功能產生了異常信息，那么便可以借助專業檢測裝置來進行分析與診斷，進而對可能出現的故障進行及時預測和維修。

2 常見液壓故障出現的原因分析

2.1 機械設備無法提供充足的壓力

倘若出現油泵溢流問題，那么很有可能會導致嚴重的安全事故發生，同時還會造成閥芯卡死與開口處、彈簧斷裂甚至是阻尼孔阻塞等問題。而如果液壓油路之中的零件磨損過于嚴重、部分閥內泄漏情況過于嚴重、過大的吸油管阻力、小孔或管道發生堵塞、吸油管破損等均會造成系統壓力不夠等現象出現。

2.2 液壓設備的運動部位整體運動過于緩慢甚至不動

導致這一問題出現的原因大多是液壓桿件出現損壞，另外液壓油中的雜質過大、液壓控制系統內壓力閥無效、供油系統出現故障等均會使得液壓設備內部運動部件運動過慢甚至是不動[2]。

2.3 油箱內部油溫偏高

在液壓系統工作過程中如果發生了泄漏問題那么往往會為企業帶去極為嚴重的經濟巡視，而如果無法對油箱做良好的疏通與散熱處理，便會造成內部油粘度偏大。在上述情況下，系統進行卸壓作業時回路動作極易發生失靈或者缺少卸壓措施等問題，從而對系統造成十分嚴重的不可逆損壞，因此必須要保證油箱內的油溫處于60℃以下。

2.4 液壓系統發生劇烈振動

如果液壓系統的振動過于激烈，這極有可能是因為局部漏氣所致，局部漏氣會使得液壓流速失去穩定性，而液壓油流量大幅波動會讓機械零部件的磨損速度因為振動得到進一步加快，最終使設備使用周期出現大幅縮減。

3 礦山機械設備液壓故障診斷及確認方案

如果液壓系統產生了故障，便需要借助專業手段或經驗來對造成故障的原因做精準診斷，從而為液壓系統維修提供一定便利。因為液壓系統內部零部件數量較多，所以判別難度相對較高，目前主要借助以下幾種方式來識別液壓系統產生的故障。

3.1 通過人工智能技術進行診斷

隨著科學技術不斷發展，當前是信息時代也是人工智能的時代。通過電腦來模擬人類思維的過程和與之對應的行為，把規模宏大的項目時間經驗進行有序整合，利用對比的方式來對故障具體原因進行判斷。當使用人工智能進行診斷時往往會和模糊數學進行有效結合，從而讓它運行的過程無限趨近于人類正常思維，借此能夠給故障發生原因和解決方案提供一定幫助。然而此類診斷技術無法單獨應用，需要由現場施工的工作人員和實際情況共同作用，才可以展現出最佳效果。

3.2 通過經驗進行診斷

就長期的實踐結果來看，經驗法對于診斷液壓系統故障效果極為顯著，借助觀察與分析液壓系統故障出現后的現象對導致故障出現的原因進行判斷與研究。想要實現上述目標，相關的維修人員必須要具備極為豐富且專業化的診斷與維修經驗，并對于系統常見故障保持深刻認識。通常情況下，液壓系統維修經驗大多是在長期煤礦生產過程中所積累的，無法在較短的時間內達到理想效果。因為經驗法過分依賴液壓系統出現故障后的現象，如異常的振動、設備溫度過高以及漏油等，所以如果液壓系統并不存在顯著的異常情況那么則很難對故障進行準確判斷。另外，在使用經驗法診斷故障原因是還具有一定滯后性，需要故障嚴重以后才可以進行判別，而這不利于系統后續維修工作的展開。因此在實際診斷過程中應將經驗法與其它方式結合使用。

3.3 利用大數據進行診斷

由于當前信息數據網絡極為發達，因此如果液壓系統出現故障可以針對其各項參數變化來進行科學分析。首先可以把系統故障出現之后的參數進行收集，然后對數據進行更深層次的發掘，并以此為基礎構建起一個與之相對應的數學模型。而為了可以讓故障出現有一個定量表現，還可以將模糊數學與大數據信息技術相結合。因為大數據模型構建總成本比較高，因此未來能夠借助大數據相關技術來開展故障診斷等工作。

4 故障處理方案

4.1 系統油溫過高時的處理方案

倘若系統油溫過高，那么第一步便要對所用油質量進行檢查，如果存在問題要進行及時更換處理。第二步，要確認設定壓力值符合標準并對調定值進行檢查。同時還要排查系統內其它部件是否受到了油溫過高造成的不良影響，例如壓力繼電器、卸荷閥、冷卻裝置以及溢流閥等。對于礦山機械設備來說，其液壓油溫度需要處于30℃至50℃范圍內，如果溫度大于等于60℃便可認定為油溫過高。當油溫偏高時除了會對油箱造成損害之外，還可能會導致漏油問題出現，并且對于周圍的裝置也存在一定影響，只有對此問題進行及時處理才可能防止設備大規模損害與漏油等問題出現。在處理油液泄漏時難度較高，并且極易影響其它零件，而且嚴重者還會對周圍環境產生污染。

4.2 管道堵塞問題的處理方案

在對管道堵塞問題進行處理時，首先需要清洗與濾掉存在于輸油管道之中的各種雜質；其次需要及時更換所使用的液壓油。在對液壓油進行更換時必須要注意選擇的液壓油品種，倘若所選品種不合適則可能會因液壓油粘稠度偏高而導致流動緩慢進而使得系統出現供油不足等問題。除此之外，為了確保液壓系統能夠穩定工作，系統應當避免超載，一旦超載除了會造成系統供油不足之外還會留下諸多安全隱患。

4.3 外部故障的處理方案

液壓系統出現故障之后，設備往往會出現劇烈振動或者發出大量噪聲，針對此類情況則需要借助以下幾種方式進行處理。

（1）利用小波信號進行降噪處理。由于礦山機械設備所處的作業環境十分復雜與惡劣，因此作業的效率以及水平會受到周圍環境影響。當檢測泵出口位置的新號時，通常會受到噪音干擾，直接阻礙了信號檢測等工作正常的進行。而通過小波信號進行降噪處理則可以有效解決上述問題，利用這種方式可以有效處理階段信號，并使用科學的方式分析信號，從而區分出所需信號以及噪音。另外這一技術還能夠被用在故障診斷工作中，借助降噪處理可以讓故障特征檢測技術實現顯著提升。

（2）設備劇烈振動往往是液壓泵中存在異物或者缸內空氣未排凈所致。為此需要將液壓泵進行拆解，查看其中是否有異物存在，倘若有異物存在要及時進行清除，同時探明異物來源。除此之外，利用先進的信息設備來對設備故障信息做智能融合處理，可以形成一個相對統一且規整化的數據庫。通過該方式可以對壓力信號以及振動信號做特殊處理，進而過去到一個相對準確且有效的故障信息。

5 結語

總而言之，液壓機械設備在當前煤礦井開采工作中具有著無可替代的作用，它最為顯著的特點即動力強、性能穩定且工作噪音較小等。因為井下生產環境較為惡劣，因此在實際使用過程之中液壓設備往往會產生各種問題。因此對故障進行識別診斷并做科學處理尤為關鍵。本篇文章便對其中常見故障和原因做了全面細分，同時還以此為基礎制定了對應的解決措施，希望借此能夠給相關人員提供一定幫助并讓液壓技術得到有效提升。