采礦機軸承故障分析及診斷方法

李明全，池 邊

（江西贛州技師學院，江西 贛州 341000）

在機械設備的運行中，對于其運動狀態(tài)以及故障的診斷是是否可以安全運行的重要保障，尤其是一些涉及國家國民生產(chǎn)實踐中的關鍵機械設備，一旦出現(xiàn)故障問題很可能會造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴重事故發(fā)生。為了防止這樣的問題發(fā)生，應該通過對機械設備的運行狀況進行實時的監(jiān)測，對于故障的發(fā)展趨勢進行盡早的診斷，及時的找出故障發(fā)生的原因，并采取對應的措施進行維護，以避免由于機械設備突然的損壞而造成的事故，從而提高設備的安全經(jīng)濟的運行能力[1]。在采礦工藝中，對采礦機的軸承進行監(jiān)測與故障診斷中十分重要。由于采礦機軸承的維修費用較低，且具有啟動靈敏度高、易于互換等優(yōu)勢，在采礦機械設備中得到了廣泛的使用，但由于軸承的安裝位置是處于高頻率以及高載荷的關鍵位置，因此采礦機軸承的運行質(zhì)量直接影響著整個采礦機的性能和使用壽命[2]。并且軸承的運行時間與采礦機上其它的零部件相比離散性更大，例如在一些采礦工藝中，采礦機的軸承還未達到規(guī)定的時間就發(fā)生了故障的情況，而已經(jīng)超出了設計時規(guī)定的使用時間卻還能完好的進行工作。

1 采礦機軸承故障分析

通過對某礦區(qū)采礦工藝進行探究并將數(shù)據(jù)信息記錄表1所示為采礦機軸承故障原因比重表，從表1中可以看出有一半以上的采礦機軸承故障是由于設備的使用者在進行安裝和操作的失誤造成的。

表1 采礦機軸承故障原因比重表

在進行采礦機軸承故障監(jiān)測時，一旦發(fā)生異常運行狀況，應該立即進行檢查與分析，及時將受損的軸承修復或替換。采礦機軸承在長時間的使用或工作人員存在操作不當?shù)那闆r下，最終往往會表示為潤滑故障。這種故障形式也是采礦機軸承故障中最常見的一種，采礦機設備的維修人員應該給予高度的重視。這種故障形式的原因是由于當工作人員操作不當時，采礦機軸承內(nèi)部會產(chǎn)生大量的熱量，使得軸承元件的溫度不斷升高，從而降低了軸承與采礦機設備間的潤滑劑粘性[3]。當粘性降低后會使摩擦部位之間的油膜厚度變薄，導致金屬與金屬直接接觸在一起，同時金屬表面在受到摩擦后溫度也會進一步的升高，潤滑劑粘性持續(xù)降低，如此形成了一種惡性的循環(huán)模式。但由于這種故障情況卸下的軸承通常已經(jīng)受到了嚴重的損壞并且表面的顏色已經(jīng)由于受熱而脫落，因此維修人員常常會誤以為是由于潤滑不當而造成的軸承事故。

潤滑油中的污染物也是導致大多數(shù)采礦機軸承出現(xiàn)故障的直接原因，潤滑油中的污染物包括水蒸氣以及固體顆粒等，通常情況下，污染物中的水蒸氣引起的故障問題約占35%～45%。當采礦機運行的過程中，由于工作人員的使用不當，潤滑油中會混有少量的水分，導致潤滑油的粘性降低，使其達不到軸承規(guī)定的粘性等級，采礦機軸承長期處在潤滑不足的危險狀態(tài)，最終將引起嚴重的故障問題。同時，采礦機處在濕度高的環(huán)境中，周成的周圍的潤滑油也會含有一定量的水分，在采礦機未運作時，水分也會對軸承零部件造成威脅，使軸承表面發(fā)生氧化、腐蝕等現(xiàn)象。當采礦機開始運作時受損的部位會加速的脫落下來。若不及時更換，脫落的范圍將會進一步擴大，造成更加嚴重的軸承故障問題。

2 采礦機軸承故障診斷方法

采礦機軸承的故障診斷方法主要包括油膜電阻診斷法、光纖診斷法、油樣分析法、溫度法、振動法等[4]。目前最常使用的方法是振動法，振動法的優(yōu)勢在于操作簡單、結(jié)果可靠性高等。其原理是由于采礦機軸承在運轉(zhuǎn)過程中會受到多方面的載荷從而引起振動，對采礦機的使用壽命和可靠性造成影響，同時振動也是最直觀、最重要的信息來源，也是軸承運行狀態(tài)的信息載體，振動特征足以反映軸承的運動狀態(tài)。振動法的軸承故障診斷方法分為三步：第一步是獲取可以反映軸承運動狀態(tài)的有效信息；第二步是采用信號處理的方式將軸承的故障信息進行提??；第三步是對軸承故障的形式進行識別以及智能診斷。

3 結(jié)語

本文對于采礦機軸承故障原因分析只是通過對某一礦區(qū)采礦工藝進行探究，因此探究的結(jié)論十分片面，在以后的研究中還應該不斷的擴大調(diào)查的范圍及規(guī)模。同時在我國采礦技術迅速發(fā)展的大環(huán)境中，除了軸承的故障問題外，采礦設備還存在著很多較為突出的問題：首先是如何對采礦設備以及零部件的質(zhì)量問題進行評價，目前還沒有統(tǒng)一的標準可以對采礦設備是否可以超出質(zhì)保期依然可以使用提供依據(jù)，設備的供需雙方也沒有進行統(tǒng)一的判定；其次就是對于已經(jīng)投入運行的采礦設備如何鑒定設備的健康運作狀態(tài)，目前我國在這一方面同樣缺少可以提供參考的具體說明。