矿山机械设备故障诊断技术

矿山机械设备故障诊断技术

刘鹏尧战澍楷

山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿山东省莱州市261400

摘要：随着中国煤矿产业项目体系的优化和完善，安全生产问题上升为受重视和讨论的焦点。煤矿机械设备是煤矿开采工作的首要支柱，一旦机械设备出现故障，不仅严重影响煤矿开采效率，甚至可能引发安全事故。故障检测技术的运用，能让工作人员准确获取生产参数，保障设备正常运转，因而需要深入研究故障诊断技术，提升监测程度，确保生产安全和效率。鉴于此，文章首先研究了矿山机械设备故障的主要特点，然后对其故障诊断技术的应用进行了研究，以供参考。

关键词：矿山机械设备；故障特点；诊断技术

1矿山机械设备的故障特点

1.1机械设备故障具有一定潜在性

机械设备的故障潜在性实质上就是指故障在被发现之前就已经存在或者正在形成的过程当中。矿山的机械设备一般情况下都是作为企业的固定资产，所以在日常的使用当中会不断的发生损耗，也可以叫做固定资产折旧。一般的设备在正常的使用过程中都会或多或少的存在一定程度的损耗，例如：机械设备零部件的老化等；或者机械设备所处的环境较为恶劣又或者设备的操作者使用不当等都会造成机械设备发生损耗。工作时温度不均衡过高或过低、粉尘较大、电压不稳定以及湿度过大等较为恶劣的工作环境中会由于操作者的使用不当造成超负荷的输出或者与硬物发生了严重的撞击等，这些情况的发生都会在一定程度上导致机械设备发生损耗零部件失灵无法正常工作，出现问题和故障。但是这些问题故障一般都是在可控制的范围之内的，通常情况下矿山的机械设备在出厂时都会设定好每个部分发生损耗的安全系数，机械设备管理人员和维修人员可以通过对设备进行相应的检测查看每个零件的损耗是否超过了最初设定的安全系数，如果检测结果在安全系数范围之内则代表了该设备仍然可以正常使用；如果检测的结果超出了安全系数范围，则代表了该设备已经出现或者存在故障，需要对其进行维修。

1.2矿山机械设备故障具有一定的规律性

机械设备发生故障的规律性一般体现在物理的规律上，因为机械设备的零件出现失灵或者老化的现象都属于物理方面的变化，所以会在一定程度上受到物理法则的约束和支配，因此会逐渐的呈现出规律性。新设备发生故障的几率较小，旧设备发生故障的几率较大。因此，在对设备进行日常的维护和检修时，要对较易发生故障的旧设备进行高度的关注和重视，可以在合理的范围内增加旧设备的维护频率，能够确保旧的设备保持正常的使用。

1.3矿山机械设备故障具有一定的损耗性

矿上所采用的机械设备一般都较为耐用，但是经过时间的推移发展，依然会有很多的零件会出现一些不可逆转的损耗，并且这种损耗是无法通过维护和检修就能够复原的，这就是设备故障所具有的损耗性。及时定期的对设备进行养护和检测，但是还会因时间的原因导致设备发生老化失灵使得设备故障频发，日常的维修和养护只能起到延缓的效果，是无法阻止设备老化的节奏的。因此，在对设备进行维修时，要充分的考虑设备损耗的程度，进而确定出维修的方法和等级。

1.4矿山机械设备故障具有一定的模糊性

所谓的模糊性就是说设备在受到损害时无法依靠参数来完整的表达出现状，实际上的受损状况通常都会比参数表达出的更为复杂严重。由于矿山所处的环境较为恶劣，磕碰现象频繁发生导致了设备会出现很多的非正常性的损耗，由于矿山的不同开采的材料不同设备的损耗也就不尽相同，所以无法根据设备参数来对设备的故障进行正确的分析和判断。

2故障诊断技术的应用

鉴于故障诊断技术的自动化程度高、检测灵敏的特点，在矿山机械设备的故障诊断得到了广泛应用。故障诊断技术的应用多集在以下几个方面，下面分别进行介绍。

2.1油液监测技术

在煤矿生产中，油液是很多机械设备的原料和动力，通过对油液的状态进行监测可以很轻松的了解矿山机械设备的运行状态。油液监测的实现多是采用传感器分析仪，常用的主要有油料分析仪、黏度分析仪、旋转分析仪、微量滴定仪等。根据设备的功能的不同，监测的内容也不同，主要是监测使用油中的金属含量、水分、黏度等情况，并以此来判定机械设备的运行状态。（1）煤矿中发动机机油的监测。发动机是煤矿生产中许多机械设备重要的动力装置，在监测时主要通过对其机油进行监测。一方面，对发动机的异常现象时的机油进行检测分析，查看发动机故障的原因以及故障程度，并实施有针对的维修和保养。其次，对发动机运行过程中的机油进行检测，最大程度的能及早的发现发动机故障和降低维护的成本。在过去设备厂家要求每运行250小时需要进行更换机油，而通过检测发现在设备运行330小时更换机油是合理的。这样把机油更换时间从250h提升到330h，每年可以节省大量机油费用，这是十分有必要的。当发动机有异常故障时，对机油的污染加重，通过监测可以做到既不提前更换造成浪费，又不滞后更换损坏设备。（2）变速箱齿轮油的状态监测。在机械设备中，齿轮主要是用来调节机械设备的运转速度，使用的频率较高。为了减少齿轮的磨损，需要采用各种润滑油。对齿轮油的检测的作用是分析齿轮的磨损情况，找出故障的原因，以便对齿轮的快速维修。同时也可以确定齿轮机油的更换时间，优化运行维护的成本。（3）液压系统供油监测。液压系统是许多机械设备的主要动力，液压主要是通过液压油来实现的。液压系统是一个封闭系统，系统的主要组成元件造价很高，在发生故障时难以准确的判断，只能通过更换液压油来维修。液压系统一次更换的液压油量比较大，因此有必要对液压油的特性进行监测，有助于准确地找出故障点和原因。

2.2无损探伤检测技术

机械设备杆件的内部损伤不仅影响设备的使用，而且存在重大的安全隐患。因此，有必要采取一种方法对设备内部的损伤程度进行探查。无损探伤是目前机械设备检测的一种常用方法，其主要是在不破坏零件结构的前提下，对零件的内部损伤进行探测的一种技术，无损检测对大型结构设备焊接检测十分有效，确认机械构件是否有缺陷对设备的安全运行、保证设备检修质量和效率是非常重要的。在实际生产过程中，超声波探伤用途较为广泛，主要是探测金属内部的缺陷。对于表面的裂纹很容易发现，而对于内部的缺陷智能通过探伤仪来检测。例如，液压设备的杆件，电机的轴承等，当其内部存在缺陷时，很容易导致杆件断裂或轴承断裂，引发矿山机电安全事故。此外，超声波探伤对电铲的铲杆、重要的传动轴、传动齿轮、举升缸等部件进行检修也有非常好的效果，为确保矿山设备检修的质量奠定了技术保障基础。

2.3振动监测技术

在矿山采掘设备中，大多是大功率的机电设备，在设备运行时会产生一定的振动。而设备的动力传输和运动的传递多采用轴、轴承、齿轮等构件来完成，一旦这些构件发生破坏，轻则影响设备的寿命，重则导致重大的安全事故。这些构件大多位于设备的内部，凭借人的主观感觉很难对其运行状态做出准确的判断。在这种情况下，可以通过振动监测技术来对机械杆件的运行状态来监控。在实施时，只需在设备的轴承、轴等相应的部位安装上振动传感器，就可以实时查看设备的运行状况。根据监测的运行状态，可以对机械设备制定合适的维护及维修方案，给设备的运行管理和维修管理带来了方便，极大的提升了设备运行的可靠性，保证了煤矿生产的安全性。这项技术有利于更早的发现机械设备的故障，防止了故障的扩大化，有着广泛的应用前景。由于机械设备种类的多样性，以及设备运行的环境存在差异性，导致这项技术依赖于设备的故障经验，需要矿井积累丰富的设备维修数据。故障诊断技术主要是程序化模式，所以需要建立机械故障的数学模型，这给其应用带了一定的困难，需要企业和设备的生产厂家共同克服。但随着科学技术的不断进步，这项技术必将得到广泛的应用

结语

综上所述，在矿山设备维修工作开展中，设备故障诊断属于重要内容及前提，因而提升设备故障诊断准确率及效率也就十分必要，而故障诊断技术的应用可使这一目标较好实现。因此，在当前矿山设备维修过程中，相关技术工作人员应当对故障诊断技术加强认识，并且应当对相关诊断技术较好掌握及应用，以便更好进行故障诊断，为设备维修提供较好依据及支持。

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