礦山機(jī)械設(shè)備維修中的故障診斷技術(shù)

王鑫

中煤平朔集團(tuán)露天設(shè)備維修中心輕車車間 山西朔州 036000

礦山機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件相對(duì)惡劣，加之近年來設(shè)備的原理、功能與結(jié)構(gòu)漸趨復(fù)雜，因此運(yùn)用故障診斷技術(shù)對(duì)其狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、分析，優(yōu)化管理與維護(hù)工作，并預(yù)防礦山機(jī)械設(shè)備故障的發(fā)生，才能最大限度挖掘設(shè)備的產(chǎn)能，保持生產(chǎn)過程的連續(xù)性與作業(yè)安全。

1 機(jī)械設(shè)備故障診斷方法

礦山機(jī)械設(shè)備故障檢修的判斷技術(shù)一般有主觀判斷、儀器判斷、模型判斷和智能判斷。其中主觀判斷因?yàn)槟芸焖俚膶?duì)故障進(jìn)行判斷，因此在小型設(shè)備故障的判斷分析中運(yùn)用的非常廣泛。儀器檢查方式是運(yùn)用檢測(cè)儀器來測(cè)量機(jī)械設(shè)備的壓力，溫度，力矩等參數(shù)，再通過這些參數(shù)的比較，從而分析出故障的問題。模型判斷則是通過建立數(shù)字模型利用數(shù)字分析來處理相應(yīng)的故障。智能判斷的辦法也是通過軟件系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，根據(jù)診斷方案來評(píng)估設(shè)備，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。智能診斷法高速準(zhǔn)確，在礦山機(jī)械設(shè)備的檢修中運(yùn)用的非常廣泛。故障診斷就是通過設(shè)備進(jìn)行看、摸、聽、嗅、觸等方式來查明設(shè)備的異常情況、異常聲音、溫度、運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、振動(dòng)頻率等情況來判斷，并且根據(jù)設(shè)備的參數(shù)變動(dòng)將故障的信息傳遞出來，考慮到礦山機(jī)械設(shè)備特別是井下的設(shè)備則需要根據(jù)工作環(huán)境及特殊狀況，例如振動(dòng)頻率、井下水、酸堿腐蝕、礦物粉塵以及工作范圍小、維修難度大及防爆性能等等因素的不同選擇不同的檢測(cè)儀器和檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行有針對(duì)性的處理。

2 故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)械檢修中的應(yīng)用

2.1 油液監(jiān)測(cè)技術(shù)

在煤礦生產(chǎn)中，油液是很多機(jī)械設(shè)備的原料和動(dòng)力，通過對(duì)油液的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)可以很輕松的了解礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。油液監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)多是采用傳感器分析儀，常用的主要有油料分析儀、黏度分析儀、旋轉(zhuǎn)分析儀、微量滴定儀等。根據(jù)設(shè)備的功能的不同，監(jiān)測(cè)的內(nèi)容也不同，主要是監(jiān)測(cè)使用油中的金屬含量、水分、黏度等情況，并以此來判定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。（1）煤礦中發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的監(jiān)測(cè)。發(fā)動(dòng)機(jī)是煤礦生產(chǎn)中許多機(jī)械設(shè)備重要的動(dòng)力裝置，在監(jiān)測(cè)時(shí)主要通過對(duì)其機(jī)油進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一方面，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的異?，F(xiàn)象時(shí)的機(jī)油進(jìn)行檢測(cè)分析，查看發(fā)動(dòng)機(jī)故障的原因以及故障程度，并實(shí)施有針對(duì)的維修和保養(yǎng)。其次，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的機(jī)油進(jìn)行檢測(cè)，最大程度的能及早的發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障和降低維護(hù)的成本。在過去設(shè)備廠家要求每運(yùn)行250小時(shí)需要進(jìn)行更換機(jī)油，而通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行330小時(shí)更換機(jī)油是合理的。這樣把機(jī)油更換時(shí)間從250h提升到330h，每年可以節(jié)省的機(jī)油費(fèi)用多達(dá)120萬元，這是十分有必要的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)有異常故障時(shí)，對(duì)機(jī)油的污染加重，通過監(jiān)測(cè)可以做到既不提前更換造成浪費(fèi)，又不滯后更換損壞設(shè)備。（2）變速箱齒輪油的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。在機(jī)械設(shè)備中，齒輪主要是用來調(diào)節(jié)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使用的頻率較高。為了減少齒輪的磨損，需要采用各種潤滑油。對(duì)齒輪油的檢測(cè)的作用是分析齒輪的磨損情況，找出故障的原因，以便對(duì)齒輪的快速維修。同時(shí)也可以確定齒輪機(jī)油的更換時(shí)間，優(yōu)化運(yùn)行維護(hù)的成本。（3）液壓系統(tǒng)供油監(jiān)測(cè)。液壓系統(tǒng)是許多機(jī)械設(shè)備的主要?jiǎng)恿?，液壓主要是通過液壓油來實(shí)現(xiàn)的。液壓系統(tǒng)是一個(gè)封閉系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要組成元件造價(jià)很高，在發(fā)生故障時(shí)難以準(zhǔn)確的判斷，只能通過更換液壓油來維修。液壓系統(tǒng)一次更換的液壓油量比較大，因此有必要對(duì)液壓油的特性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有助于準(zhǔn)確地找出故障點(diǎn)和原因。

2.2 振動(dòng)診斷技術(shù)

當(dāng)?shù)V山機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，所產(chǎn)生的振動(dòng)幅度會(huì)增加，設(shè)備上的零部件的磨損程度也會(huì)隨之加劇，零部件的表面會(huì)產(chǎn)生剝離脫落的現(xiàn)象，也會(huì)加劇機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)頻率與幅度。同時(shí)，機(jī)械設(shè)備還有可能由于微小的振動(dòng)而使設(shè)備內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，讓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)不斷的惡化。因此可以利用機(jī)械設(shè)備的這一特征對(duì)礦山的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行診斷，分析其中包含的故障信息，并將可能產(chǎn)生的故障問題一并分析出來。

2.3 基于人工智能的故障預(yù)警與診斷技術(shù)

目前材料學(xué)、機(jī)械制造以及信息技術(shù)的進(jìn)步，適用于礦山生產(chǎn)環(huán)境、擁有智能化故障診斷能力的設(shè)備和儀器越來越多，而且一些性能優(yōu)越的大型礦山機(jī)械設(shè)備具有故障自診功能，簡(jiǎn)化了設(shè)備管理和檢修工作。但設(shè)備管理與操作的技術(shù)難度更高，只有遵循設(shè)備的使用和運(yùn)維保養(yǎng)規(guī)范，才能有效預(yù)防故障的發(fā)生。

2.4 紅外測(cè)溫診斷技術(shù)

械設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的磨損、管道線路的阻塞、油液的潤滑和降溫性能以及電路通暢程度都能夠通過測(cè)溫進(jìn)行分析，因此，紅外測(cè)溫故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷中應(yīng)用較為普遍。這種技術(shù)能夠在較遠(yuǎn)的距離采用非接觸的方式對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得較為準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)溫度測(cè)量參數(shù)，反應(yīng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境溫度變化和工作狀態(tài)。在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量過程中，要注意外界環(huán)境溫度的影響，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)通過接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的監(jiān)測(cè)，通過與規(guī)范參數(shù)的比較，當(dāng)溫度數(shù)據(jù)超出正常范圍時(shí)進(jìn)行報(bào)警。紅外線測(cè)溫診斷技術(shù)使礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷具有智能化，確保設(shè)備正常運(yùn)行和提高機(jī)械設(shè)備使用壽命具有重要作用。

3 結(jié)語

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，礦山機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)逐漸向著遠(yuǎn)程協(xié)作和智能化技術(shù)發(fā)展，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集、處理和分析將更加快捷，設(shè)備故障診斷更加準(zhǔn)確，實(shí)操性能將越來越高，進(jìn)而促進(jìn)我國礦山機(jī)械設(shè)備診斷技術(shù)水平的提高。