礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷及維護(hù)保養(yǎng)策略

武元利

摘 要：應(yīng)用礦山機(jī)械設(shè)備能提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，但礦山機(jī)械設(shè)備使用復(fù)雜，對機(jī)械設(shè)備的管理水平有較高的要求。從當(dāng)下礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷及維護(hù)保養(yǎng)上的關(guān)鍵點(diǎn)入手，為礦山機(jī)械設(shè)備的有效運(yùn)行提供可行性參考。

關(guān)鍵詞：礦山；機(jī)械設(shè)備；故障；診斷；維護(hù)保養(yǎng)；策略

中圖分類號：TD407? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）06-0045-03

0 引言

在礦山生產(chǎn)中，礦山機(jī)械設(shè)備的地位舉足輕重，是提升礦山開采的效率，確保生產(chǎn)安全的重要工具。礦山生產(chǎn)環(huán)境往往較為惡劣，生產(chǎn)設(shè)備由于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的問題或人為因素導(dǎo)致的操作失誤，日常維護(hù)保養(yǎng)工作不到位等，都可能導(dǎo)致礦山機(jī)械設(shè)備在礦山生產(chǎn)中發(fā)生故障[1]。對礦山機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的養(yǎng)護(hù)和維修，有助于延長機(jī)械設(shè)備使用壽命，降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)故障發(fā)生概率。對于機(jī)械設(shè)備的日常管理，是礦山日常維修和檢查中防范風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。在礦山機(jī)械設(shè)備的日常故障診斷中，通過采用技術(shù)手段降低設(shè)備使用所造成的破壞程度，降低設(shè)備內(nèi)部干擾和阻礙提供了技術(shù)支持。

礦山機(jī)械設(shè)備故障具有極大的復(fù)雜性、潛在性、漸發(fā)性、耗損性等特點(diǎn)，為此在日常管理和養(yǎng)護(hù)中要做到防患于未然。因此，對礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷及維護(hù)保養(yǎng)策略進(jìn)行闡述。

1 礦山機(jī)械設(shè)備的故障診斷概述

在某礦山機(jī)械設(shè)備的故障分析和維護(hù)中，若對設(shè)備的前期養(yǎng)護(hù)工作的重視程度不足，將導(dǎo)致設(shè)備后期維護(hù)和保養(yǎng)工作量進(jìn)一步降低。這不僅會造成設(shè)備損耗，同時(shí)也會降低煤礦開采利用效率[2]。

在維修力度和維修技術(shù)上，有待提升維修觀念，有效應(yīng)用維修技術(shù)，尤其是故障檢測技術(shù)，以發(fā)現(xiàn)期間存在的故障問題并盡早解決。具體診斷如圖1所示。

建立有效的數(shù)學(xué)模型，要在設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)行階段，精準(zhǔn)反映零部件溫度、振動信號、輸出參數(shù)等的性能狀態(tài)及其變化趨勢等運(yùn)行階段的相關(guān)參數(shù)，最終在系統(tǒng)不同時(shí)刻的變量遞推關(guān)系模型構(gòu)筑中，讓設(shè)備的運(yùn)行情況更直觀，對設(shè)備故障的預(yù)判更精準(zhǔn)。

在信號的采集上，可利用速度、溫度、振動、壓力等傳感器采集設(shè)備狀態(tài)信號，并能更精準(zhǔn)地采集到平穩(wěn)、可靠的信號。以此次環(huán)境較為惡劣的礦山設(shè)備應(yīng)用為例，器械設(shè)備使用前后，要求具備防塵防潮、提升其抗干擾、耐高溫的效果。

在信號的提取與處理上，要對設(shè)備所采集的原始信號及其設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行狀態(tài)識別，檢測信號中所提取的設(shè)備工作狀態(tài)及其與故障相關(guān)的關(guān)鍵信號特征等狀態(tài)。相關(guān)信號的分析和處理技術(shù)上，要對設(shè)備信息所涉及的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對比，并在故障的工作狀態(tài)和故障類型精準(zhǔn)反應(yīng)中，更符合設(shè)備的一般工作狀態(tài)及其性能要求[3]。趨勢分析要在上述步驟后再進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)有效預(yù)測故障問題，并在預(yù)防性維修，盡早防范故障率。在制定的維修養(yǎng)護(hù)策略上，現(xiàn)代信息化工具的應(yīng)用，在融合優(yōu)勢上，更能以智能化診斷技術(shù)，達(dá)到預(yù)期的效果。

2 機(jī)械設(shè)備故障診斷檢測方法設(shè)計(jì)

在礦山的機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)上，對利用傳感器對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行健康評估，并最終在診斷技術(shù)的自適應(yīng)上，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題，并最終尋求快速解決問題的方法[4]。具體方法如下。

首先，大致確定故障部位，通過對機(jī)械設(shè)備的振動特點(diǎn)進(jìn)行判定，并確定故障位置上，讓機(jī)械設(shè)備的啟動與機(jī)械的維修觀測及其信號時(shí)間特性、頻率特性、特征值等，最終達(dá)到滿意的觀測機(jī)械振動的效果。該方法對明確機(jī)械設(shè)備的故障隱患類型及其位置判定，便于開展維修工作，有效恢復(fù)設(shè)備正常工作狀態(tài)等提供了條件。

其次，精細(xì)測量定位故障，應(yīng)用紅外線對故障區(qū)域進(jìn)行具體檢測。該診斷檢測方法上，對表面溫度、熱譜圖、相對溫差等機(jī)械設(shè)備指標(biāo)等進(jìn)行預(yù)判，以節(jié)約故障排查時(shí)間。

最后，在故障原因?qū)ふ疑?，要求在設(shè)備無法啟用的情況下，目測機(jī)械設(shè)備故障發(fā)生位置、對問題零部件盡早發(fā)現(xiàn)。做好零部件檢查，對存在的損傷痕跡進(jìn)行細(xì)致觀察，再依據(jù)故障痕跡，逐步縮小排查范圍，并確保故障原因。在實(shí)際的機(jī)械設(shè)備故障選擇上，要求以實(shí)戰(zhàn)演練方法，客觀保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性，并在對比評估中，讓檢測方法的現(xiàn)代化效應(yīng)更強(qiáng)。結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)的檢測方法，綜合檢測方法的準(zhǔn)確度有所不同。經(jīng)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，要提升故障檢測的準(zhǔn)確度，還需通過綜合檢測方法以提高機(jī)械設(shè)備故障檢修和診斷效應(yīng)。

3 礦山機(jī)械設(shè)備故障維修檢測方法

3.1 預(yù)防性維修

預(yù)防性維修是礦山企業(yè)最常采用的故障檢測方式，在實(shí)際的礦山設(shè)備維修中，已被證實(shí)為技術(shù)較成熟的維修方式。預(yù)防性維修結(jié)合礦山的實(shí)際發(fā)展脈絡(luò)與狀況，確保維修計(jì)劃的制定更合理。要求專業(yè)的維修技術(shù)人員對機(jī)械設(shè)備開展日常性維護(hù)，最終整體保障設(shè)備的工作狀態(tài)穩(wěn)定，并最大限度提升設(shè)備預(yù)防性維護(hù)及愛之，切實(shí)保障礦山機(jī)械設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)水平。對設(shè)備進(jìn)行日常的養(yǎng)護(hù)和檢測環(huán)節(jié)，固定時(shí)間維修可有效防止因零部件的損害導(dǎo)致設(shè)備故障存在的概率，但多次維修無形之中加大了維修成本。

維修目標(biāo)有以下5點(diǎn)：①確保無設(shè)備重大責(zé)任事故或風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，包括設(shè)備系統(tǒng)嚴(yán)重癱瘓、生產(chǎn)組織嚴(yán)重中斷。②不因設(shè)備因素導(dǎo)致工藝質(zhì)量事故，或因設(shè)備故障對財(cái)產(chǎn)和職工造成傷害。③生產(chǎn)設(shè)備完好率100%。④設(shè)備故障原因?qū)е峦C(jī)斷料次數(shù)率≤5%，時(shí)間≤90s。⑤設(shè)備管理綜合考核得分及其年均分分別＞95分、≥98分。

預(yù)防性維修管理環(huán)節(jié)，要求維修人員從思想上認(rèn)識到日常維護(hù)保養(yǎng)的重要性，并做好不同部門間的團(tuán)結(jié)協(xié)作。在維修重點(diǎn)上，提升機(jī)械設(shè)備操作和維修人員的主動參與意識，發(fā)揮激勵調(diào)動、提升綜合技能水平、改善團(tuán)隊(duì)活力價(jià)值、保障基礎(chǔ)保障能力。

3.2 預(yù)知事故維修

在機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度層面，建立健全完善的制度并深入落實(shí)。對不同級別的設(shè)備實(shí)施分級管理，并重點(diǎn)維護(hù)。設(shè)備保養(yǎng)要權(quán)責(zé)明確，做好故障驗(yàn)證處理的前期工作，增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備故障預(yù)防措施的有效性。

在實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)，通過標(biāo)準(zhǔn)化檢測數(shù)據(jù)比對，以對設(shè)備判定情況進(jìn)行故障識別。在早期運(yùn)行階段，對故障設(shè)備的功能下降等進(jìn)行檢測，盡早發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)問題，以此達(dá)到減少停機(jī)維修概率，提高維修效率。在日常的保養(yǎng)中，要進(jìn)一步提升礦山機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)精確度，并記錄檢修情況，全面提升設(shè)備的安全性能，最大限度確保礦山工作的全面開展。

3.3 事后改善維修

在機(jī)械電氣設(shè)備運(yùn)行期間，存在與技術(shù)發(fā)展要求不相符的情況。如啟動環(huán)節(jié)啟動器接地引發(fā)的故障回路、電纜三項(xiàng)短路故障、開關(guān)故障等，都是礦山機(jī)械電子設(shè)備運(yùn)行期間經(jīng)常出現(xiàn)的幾種現(xiàn)象，限制了企業(yè)生產(chǎn)效率。所以就需要加強(qiáng)礦山機(jī)械電氣設(shè)備故障問題的分析和探究力度，將該項(xiàng)故障徹底解決，進(jìn)而提升運(yùn)行效率，將礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮到最大化[5]。

在機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后，針對設(shè)備存在的主要問題加以整改，以達(dá)到提升設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性的效果。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)及人工智能技術(shù)，對機(jī)械系統(tǒng)所處的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并進(jìn)行故障識別。采用智能化的故障診斷技術(shù)，有助于快速排除故障，保證礦山的安全生產(chǎn)[6]。

3.4 日常保養(yǎng)維修

為確保礦山機(jī)械設(shè)備在日常工作過程當(dāng)中的安全性與工作效率，對礦山機(jī)械設(shè)備做好日常保養(yǎng)。對設(shè)備當(dāng)中的每一細(xì)小環(huán)節(jié)都進(jìn)行檢修與保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備當(dāng)中的潛在故障，并降低礦山機(jī)械設(shè)備當(dāng)中的損耗，保障設(shè)備各個(gè)方面零件系統(tǒng)質(zhì)量得以保證[7]。定期檢查與維護(hù)保養(yǎng)，并確保機(jī)械設(shè)備工況運(yùn)行正常，確保后續(xù)“有據(jù)可依”。

維護(hù)保養(yǎng)細(xì)節(jié)上，要嚴(yán)格維護(hù)保養(yǎng)周期，并在不同的設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間間隔內(nèi)，起到最基礎(chǔ)的維護(hù)保養(yǎng)作用，并有效避免浪費(fèi)零部件，確保設(shè)備的使用頻率與預(yù)期相符。每次維護(hù)保養(yǎng)中，確保機(jī)械零部件、機(jī)油與所用型號一致，以提升機(jī)械設(shè)備愛使用的兼容性，防范可能出現(xiàn)的影響設(shè)備正常使用的不良情況發(fā)生。

礦山機(jī)械設(shè)備管理環(huán)節(jié)，完善設(shè)備點(diǎn)檢基準(zhǔn)與維保規(guī)范，建立設(shè)備績效指標(biāo)評價(jià)體系，確?，F(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備的全覆蓋。關(guān)鍵、復(fù)雜的設(shè)備故障檢修環(huán)節(jié)的維修方案要更合理，還要就典型維修案例組織維修員工實(shí)時(shí)培訓(xùn)和分享，設(shè)備維修經(jīng)驗(yàn)積累上，進(jìn)一步提升自主維修水平效率。

利用信息化手段對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，在關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控中，預(yù)防性維修可就設(shè)備的健康狀況實(shí)現(xiàn)預(yù)檢修。在機(jī)械設(shè)備的隱患治理中，進(jìn)一步對不良點(diǎn)、隱患點(diǎn)、質(zhì)量短板等問題盡早發(fā)現(xiàn)，并持續(xù)改善和優(yōu)化，讓成果校驗(yàn)更符合機(jī)械設(shè)備的使用要求，形成對機(jī)械設(shè)備的閉環(huán)管理。

3.5 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

改變礦山企業(yè)錯誤的維修方法，并加強(qiáng)操作人員的責(zé)任意識和操作水平，對機(jī)械故障分析和診斷進(jìn)行識別，實(shí)現(xiàn)大拆大換。而做好對新材料、新部件等的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保配件型號與之相符合、防范零部件間存在的相關(guān)問題。維修過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)更換組件上不成套、盲目更換零部件、對設(shè)備的零件除污和清洗工作不到位等問題，也會直接影響設(shè)備使用效率[8]。

強(qiáng)化對機(jī)械設(shè)備管理和操作人員的技術(shù)培訓(xùn)及觀念更新，讓其充分意識到工作的重要性，并牢固樹立員工的責(zé)任意識，最大限度創(chuàng)造出價(jià)值。對維修人員進(jìn)行技術(shù)培養(yǎng)，提升其專業(yè)化技術(shù)水平。由現(xiàn)場指導(dǎo)專業(yè)人員予以測評，挑選優(yōu)秀的骨干出外學(xué)習(xí)，對先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)拓展。建立信息化管理系統(tǒng)，更新煤礦機(jī)械設(shè)備，將信息化接口作為機(jī)械設(shè)備使用的關(guān)鍵點(diǎn)加以細(xì)化，對監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)應(yīng)用實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)加以顯示。

在關(guān)鍵信息的挖掘上，對維護(hù)保養(yǎng)信息及其后續(xù)維護(hù)進(jìn)行遠(yuǎn)程質(zhì)控，降低礦山作業(yè)中發(fā)生災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。在預(yù)警或監(jiān)測到火災(zāi)狀況下，能以警示方法最大限度降低危害。引進(jìn)和招聘一批信息化方面的專業(yè)人才，加大資金投入以引進(jìn)人才。信息化管理以實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的管理，確保機(jī)械設(shè)備管理效率得到大幅度提升。

3.6 完善管理制度

完善的礦山機(jī)械設(shè)備管理制度，要求立足市場，并著力在機(jī)械的維修方法、時(shí)間及應(yīng)急預(yù)案中尋求最佳解決和處理。引進(jìn)最新礦山機(jī)械設(shè)備管理技術(shù)，加大管理力度，讓管理更科學(xué)，故障檢修和診斷技術(shù)的應(yīng)用更能高效解決期間存在的問題。

制度管理層面，要求明確機(jī)械設(shè)備的管理責(zé)任，防范不同部門間因“權(quán)責(zé)不明”而出現(xiàn)管理失誤，或因管理盲區(qū)而降低設(shè)備管理效率。設(shè)備管理和維護(hù)保養(yǎng)記錄工作層面，要以智能管理方法，確保制度落到實(shí)處。

4 結(jié)束語

在礦山的機(jī)械設(shè)備故障中，機(jī)械設(shè)備的故障檢修環(huán)節(jié)，要實(shí)現(xiàn)由內(nèi)到外的檢測和維修，要求采用技術(shù)手段以降低礦山生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在故障的可能性，并在礦上的開采質(zhì)量上引進(jìn)有效的設(shè)備故障維修和檢測方法。由此，在設(shè)備存在的問題上，要及時(shí)采取有效的維修和養(yǎng)護(hù)方法，以最大限度發(fā)揮機(jī)械設(shè)備在礦山上的功能。在設(shè)備使用和維修中，從生產(chǎn)源頭上嚴(yán)格把關(guān)，提升操作人員維修意識，引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備管理和使用及其維修等技術(shù)方法，在對機(jī)械設(shè)備的有效維修和使用中，全方位提升礦山生產(chǎn)效率，并更好地服務(wù)礦山生產(chǎn)。

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