礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷技術(shù)研究

河池市北山礦業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司安全環(huán)?？?陳貴榮

1.引言

近年來(lái)，礦山企業(yè)的效益蒸蒸日上，與之相應(yīng)的故障診斷技術(shù)也迅速發(fā)展，在礦山機(jī)械中得到了較好的應(yīng)用，該技術(shù)以信號(hào)處理技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，首先在一些工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家得到應(yīng)用。在中國(guó)，由于技術(shù)限制很多的礦山設(shè)備需要從國(guó)外進(jìn)口，這些設(shè)備只有在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下才能實(shí)現(xiàn)礦山的高產(chǎn)，所以，其故障診斷和維修技術(shù)的重要性是不言而喻的，否則，就算是購(gòu)買(mǎi)到最先進(jìn)的設(shè)備也無(wú)法發(fā)揮出它應(yīng)有的效用。目前，計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制模式是我國(guó)對(duì)待礦山設(shè)備故障處理的主要模式，其中，有很多環(huán)節(jié)已經(jīng)不再適應(yīng)市場(chǎng)的需求了，亟待改革和創(chuàng)新。對(duì)于故障診斷技術(shù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，積極學(xué)習(xí)西方先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，提高管理的水平。

2.礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷與傳統(tǒng)維修的差異

對(duì)于礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷，需要使用較為先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)，分析運(yùn)行中的設(shè)備當(dāng)前所處的狀態(tài)，有效對(duì)其今后的運(yùn)行情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)，對(duì)設(shè)備整體和各個(gè)局部的情況都應(yīng)該有非常清晰的掌握。這些故障診斷技術(shù)能夠在設(shè)備還沒(méi)有發(fā)生故障的階段，對(duì)它可能發(fā)生的故障進(jìn)行早期的預(yù)警，判斷出可能故障的產(chǎn)生原因和部位，評(píng)估該故障造成的各種危險(xiǎn)和后果以及它可能的發(fā)展趨勢(shì)，為維修人員提供有力的參考，以便他們能夠在較短的時(shí)間內(nèi)找到故障點(diǎn)，有針對(duì)性的進(jìn)行故障排除。

而傳統(tǒng)意義上的機(jī)電設(shè)備維修通常包括三種形式：

(1)被動(dòng)式的維修，也即是當(dāng)設(shè)備的故障已經(jīng)明顯化，并且造成設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)采取的治理措施，由于這種情況是事先沒(méi)有準(zhǔn)備的，相對(duì)來(lái)說(shuō)，其維修的質(zhì)量和效率都比較低；

(2)定期維修，是指在工作中制定相應(yīng)的維修計(jì)劃，該計(jì)劃設(shè)定相應(yīng)的維修周期，是一種非常機(jī)械化的檢測(cè)方法，到期就對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，而不關(guān)乎設(shè)備的狀態(tài)如何，這種維修模式難以對(duì)偶然事件引起的設(shè)備故障進(jìn)行防范，重復(fù)檢修的現(xiàn)象也非常嚴(yán)重；

(3)計(jì)劃性狀態(tài)檢修，這種檢修技術(shù)是隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，通過(guò)在線(xiàn)檢測(cè)以及診斷裝置，記錄設(shè)備的故障狀態(tài)和維修時(shí)間以及內(nèi)容，并且將這些數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)的特殊處理，對(duì)設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，保證在故障發(fā)生前就已經(jīng)制定好相應(yīng)的故障解決辦法，從而消除隱患[1]。

3.礦山機(jī)電設(shè)備故障產(chǎn)生的主要原因分析

對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，大致有以下三點(diǎn)：

(1)各零件的配合關(guān)系發(fā)生改變，這種情況十分普遍，對(duì)設(shè)備發(fā)生故障的部位進(jìn)行觀察，會(huì)注意到零件的損傷和各個(gè)零件之間原有的配合關(guān)系遭到破壞是故障形成的原因。零件的損傷包括：原有的形態(tài)和尺寸發(fā)生變化，原有的設(shè)計(jì)性能發(fā)生變化，偏離和設(shè)計(jì)值，是由于在使用設(shè)備的過(guò)程中，零件會(huì)受到來(lái)自各方的作用力，各種因素的綜合作用，同時(shí)，隨著時(shí)間的推移，老化作用越來(lái)越明顯，也經(jīng)常引起零件失去原有的性能。

(2)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在制造礦山機(jī)電設(shè)備的過(guò)程中，都會(huì)對(duì)它們的輸出參數(shù)進(jìn)行極限值的設(shè)計(jì)，設(shè)備只有運(yùn)行在極限值內(nèi)才能保持良好的狀態(tài)；一旦輸出參數(shù)超過(guò)極限值，正常狀態(tài)就會(huì)遭到破壞，長(zhǎng)期運(yùn)行于超負(fù)荷狀態(tài)，設(shè)備當(dāng)然會(huì)出現(xiàn)故障，此時(shí)，有必要調(diào)整設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，并且對(duì)設(shè)備采取相應(yīng)的修復(fù)措施。

(3)設(shè)備使用年數(shù)過(guò)長(zhǎng)，工作能力下降，在機(jī)械設(shè)備內(nèi)外因素的共同作用下，長(zhǎng)時(shí)間的使用之后，其綜合能力必然會(huì)下降。這主要是由于機(jī)件的配合剛性會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷下降，其間隙也會(huì)增大，老化和磨損的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，造成大量發(fā)熱現(xiàn)象，使得關(guān)鍵部位的聯(lián)接發(fā)生扭曲等。

4.礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)概述

在礦山設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，很多部件會(huì)發(fā)生物理化學(xué)方面的變化，如：溫度上升，電流電壓以及功率發(fā)生變化，造成設(shè)備在形態(tài)上發(fā)生改變。通過(guò)對(duì)設(shè)備參數(shù)變化的分析了解設(shè)備的運(yùn)行情況，判斷出設(shè)備是否發(fā)生故障，如果出現(xiàn)異常，及時(shí)找到異常發(fā)生的具體部位，采取科學(xué)措施應(yīng)對(duì)故障，這就是設(shè)備故障診斷技術(shù)。

在設(shè)備的故障診斷中，信息的采集是關(guān)鍵的一步，實(shí)際操作中，可以通過(guò)人為的看聽(tīng)摸進(jìn)行判斷，也可以利用相關(guān)設(shè)備采集狀態(tài)數(shù)據(jù)，如：運(yùn)行設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)，溫度變化信號(hào)等，然后對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分析，判斷是否發(fā)生故障；現(xiàn)場(chǎng)觀察也是常用的方法之一，比如，通過(guò)觀察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的響聲和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量其軸承的溫度變化，預(yù)測(cè)其可能的故障，觀察螺栓和螺帽是否存在松動(dòng)的現(xiàn)象，油液是否發(fā)生泄漏等對(duì)機(jī)械的零部件是否受損進(jìn)行判斷。

4.2 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)分類(lèi)

迄今為止，礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷技術(shù)種類(lèi)較多，由于礦山工作的特殊性，這些設(shè)備面臨的工作環(huán)境不僅是振動(dòng)和沖擊礦物粉塵，而且工作空間小，維修起來(lái)難度較大，綜合考慮這些因素，更應(yīng)該合理的選擇檢測(cè)儀器，應(yīng)該根據(jù)具體的環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行情況，有針對(duì)性的選取處理方案，其中，較為常用的方案有以下幾種。

（1）溫度診斷。很多機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障最為明顯的現(xiàn)象就是溫度出現(xiàn)異常，很多受到損傷的零件在設(shè)備故障發(fā)生之前就會(huì)出現(xiàn)溫度上升的現(xiàn)象。相關(guān)的工作人員將各種不同零件的工作溫度進(jìn)行匯總，制成圖表的形式，在工作中就可以根據(jù)圖表中溫度的變化對(duì)零件是否發(fā)生故障進(jìn)行判斷。

（2）振動(dòng)監(jiān)測(cè)。這種方法主要用于預(yù)防性監(jiān)測(cè)，包括簡(jiǎn)易診斷儀和精密診斷系統(tǒng)兩種。前者一般采取便攜式振動(dòng)儀的形式，采集設(shè)備運(yùn)行的振動(dòng)信號(hào)，并將其適當(dāng)放大，判斷故障是否存在；后者是對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期的檢測(cè)，使用顯示裝置以及控制器，將機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，對(duì)故障進(jìn)行判斷，找到相應(yīng)的故障部位[3]。

（3）鐵譜分析。該技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷中具有非常明顯的優(yōu)越性。常見(jiàn)的鐵譜分析儀是顆料定量?jī)x，運(yùn)行的基本原理為：在電機(jī)的運(yùn)行磁場(chǎng)中注入帶有磨屑的潤(rùn)滑油，之后將磨屑吸出，依據(jù)磨屑的大小順序制作成譜片，從而判斷設(shè)備的運(yùn)行情況。

5.結(jié)語(yǔ)

總之，礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷技術(shù)是一門(mén)綜合性的技術(shù)，交叉運(yùn)行了多個(gè)學(xué)科，在中國(guó)的發(fā)展起步較晚，它在機(jī)電設(shè)備的保養(yǎng)和維修方面起到了積極的作用，可以為維修人員的維修提供有價(jià)值的參考，及時(shí)的排除故障，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，從而為礦山的穩(wěn)定生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)高效益提供保障，礦山領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該重視該項(xiàng)技術(shù)。

[1]郭洪剛.礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)探討[J].工藝與技術(shù),2011(24).

[2]車(chē)明福.淺析故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010(12).

[3]楊帆.關(guān)于礦井提升機(jī)故障診斷技術(shù)的研究[J].中小企業(yè)管理與科技,2011(5).