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）

隨著我國煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，礦山機械設(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)的各個層面。在這種情況下，機械設(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)所面臨的一個長期性的問題。因此，故障診斷技術(shù)在礦上機械設(shè)備中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實意義。本文討論了機械設(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，各個工礦企業(yè)在生產(chǎn)中還要充分結(jié)合自身的實際情況，科學(xué)地運用故障診斷技術(shù)，這樣才能更好地提高機械設(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，礦山機械設(shè)備的規(guī)格及種類發(fā)展極其迅速，礦山機械設(shè)備保養(yǎng)、維修技術(shù)也迅猛發(fā)展。機械設(shè)備維修部門對機械設(shè)備故障診斷技術(shù)十分關(guān)注，因為有故障的設(shè)備如果得到及時的維修，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)的運用在礦山機械設(shè)備維修中就有很現(xiàn)實的意義。

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，自動化技術(shù)在礦山機械設(shè)備中的作用越來越重要，然而機械設(shè)備一旦發(fā)生運行故障將會造成停產(chǎn)甚至人員傷亡，這樣既影響生產(chǎn)效率造成經(jīng)濟的損失，又會帶來社會問題，對企業(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)使實踐生產(chǎn)中避免了很多事故風(fēng)險的發(fā)生，設(shè)備安全性得到了保證，經(jīng)濟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，簡單的說它就是在故障發(fā)生之前檢測出來并及時地做好維保及維修；也可以概括為防患于未然，把機械設(shè)備故障在萌芽狀態(tài)得到解決。這項技術(shù)剛開始運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)備的運轉(zhuǎn)情況，也就是需要了解設(shè)備各個部分的參數(shù)是不是在正常的范圍。通過一些輔助精密儀器，檢測礦山機械設(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)用一些方法分析評估，檢測機械設(shè)備的工作性能。從中確定是否存在潛在的故障，確定機械設(shè)備的哪個部分將要出現(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，也能對機械設(shè)備的部件、性能作出評估和預(yù)測。如果還對故障診斷技術(shù)的原理理解不清楚，我們可以總結(jié)為，故障診斷技術(shù)就是基于計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)，通過檢測運行狀況獲取機電設(shè)備運行工況參數(shù)，然后對機電設(shè)備的安全可靠性和工作性能作出評估，并對異常原因、部位、危害程度等進(jìn)行識別和評價，確定應(yīng)采取的對策，這種技術(shù)就是既能檢測目前的現(xiàn)狀，又可以預(yù)測未來的狀況。

2 故障診斷技術(shù)在礦山機械設(shè)備中的運用

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械設(shè)備的診斷中的呢。下面介紹幾種常見的礦山機械故障診斷的方法。

2.1參考?xì)v史記錄

參考以往的故障記錄，在礦山機械設(shè)備診斷中使用的較多，因為該方法比較直觀也更簡單、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。這個故障歷史記錄，首先要建立一個數(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。然后當(dāng)再出現(xiàn)同樣的故障時，就可以根據(jù)故障手冊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各個設(shè)備正常時的各個部位的參數(shù)比如電機的溫度、轉(zhuǎn)速等，這樣可以在設(shè)備工作時持續(xù)的檢測不同部位的相關(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，通過計算機處理，診斷出故障部位，然后采取合理的措施。

2.3 振動檢測診斷技術(shù)

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

2.4 磨屑油液檢測

磨屑油液檢測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械運行狀態(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)，會造成油液中雜質(zhì)不同的數(shù)量以及不同的大小，因為金屬微粒的形狀和數(shù)量可以診斷機械磨損的階段及磨損程度。這種方法的關(guān)鍵是要有不同時期的記錄，還要仔細(xì)觀察油液中介質(zhì)的變化。

3 礦山機械設(shè)備故障診斷的實例

礦山機械設(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 液壓鑿巖機的故障診斷

液壓鑿巖機是高效、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，維修就比較費時，影響生產(chǎn)的效率，因此平時要做好維護(hù)。液壓鑿巖機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綜合效率和延長其使用壽命的關(guān)鍵，必須給以高度重視。其中對液壓油的污染要特別關(guān)注，因為液壓油受到污染，將直接損壞液壓泵和液壓馬達(dá)，這樣會造成極大的經(jīng)濟損失。由此可見，對油液污染的監(jiān)測和控制，是非常必要的。

沖擊頻率是液壓鑿巖機主要性能參數(shù)之一，如能實時測試沖擊頻率，對現(xiàn)場檢測液壓鑿巖機工作狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，防止造成重大事故，有著重大意義。液壓鑿巖機沖擊頻率測試儀，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用，這種測試儀可以很容易的得到?jīng)_擊頻率。因此，平時維護(hù)中要常使用測試儀檢測沖擊頻率，診斷液壓鑿巖機的工作狀態(tài)。

3.2 地下鏟運機

地下鏟運機目前在礦下，使用比較常見，由于礦下環(huán)境的特殊性以及復(fù)雜性，給鏟運機的故障診斷帶了一定的困難。但又由于各種科技的發(fā)展，特別是計算機的發(fā)展，這方面的故障診斷技術(shù)發(fā)展很快。機器特征的指標(biāo)是地下鏟運機的主要技術(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、機重、發(fā)動機功率、最大牽引力等等。這些參數(shù)中，發(fā)動機要特別注意環(huán)境的溫度和濕度，要時常檢查配備的風(fēng)扇、發(fā)電機、空氣濾清器等，保證這些參數(shù)在正常范圍內(nèi)。

3 結(jié)語

做好機械設(shè)備故障診斷，要多注重平時的維保工作。特別是鏟運機液壓系統(tǒng)，平時首先要多檢查工作機構(gòu)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)工作壓力，檢查各液壓泵、閥工作情況，診斷出故障要及時地調(diào)整、修理或更換。其次檢查工作機構(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.機械設(shè)備故障診斷與監(jiān)測的常用方法及發(fā)展趨勢[J].湖南大學(xué)學(xué)報，2010，6.

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

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

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1003-5168(2014)04-0128-02