礦山機械設備故障診斷與監(jiān)測方法研究

卜繁剛

（長春黃金設計院有限公司，吉林 長春 130000）

在信息化技術不斷創(chuàng)新和改進的背景下，礦山機械設備維修方式越來越具備多樣性以及完善性，其逐漸朝著狀態(tài)監(jiān)測維修等趨勢轉變，該種方式的優(yōu)勢極高，主要包含了監(jiān)測設備狀態(tài)和故障診斷技術等。對于狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷來講，除了有著明顯的區(qū)別之外，還有著密切的聯(lián)系性。狀態(tài)監(jiān)測表現(xiàn)為監(jiān)測設備的特征參數(shù)，通過比較測定值和正常值的方式對設備運行狀態(tài)進行判斷。而故障診斷重點是判斷出設備異常狀態(tài)或者是發(fā)生故障的位置，了解到嚴重程度，結合獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)解決問題。

1 礦山機械設備出現(xiàn)故障的原因和故障診斷特征表現(xiàn)

礦山機械設備一般是處于井下進行工作，操作活動空間較小，環(huán)境非常的惡劣，設備出現(xiàn)故障的概率較高一些。再加上礦山生產性質較為特殊，因此人員工作期間面臨的挑戰(zhàn)性是極高的。尤其是在近些年內伴隨著礦業(yè)生產規(guī)模的增加，礦山機械設備逐漸朝著機電一體化趨勢邁進，系統(tǒng)可靠性下降，在這一現(xiàn)狀中繼續(xù)應用單一故障診斷方式話，是無法確保整體質量的。所以，需要引進新型的故障診斷方式。

1.1 故障原因

礦山機械設備故障工作有著復雜性特征，其屬于一項綜合性的學科，本身包含的內容諸多，分別是系統(tǒng)分析、結構分析以及測試分析等，知識點較為繁瑣。通過相關分析來看，礦山機械設備的故障分析表現(xiàn)為以下幾點：①對影響故障的因素進行分析和判斷，從機械設備故障件性能入手，實施性能和無損檢驗等多項工作。②技術人員進一步進行探究，比如整合產生故障的時間和環(huán)境，將故障情況詳細記錄下來，制定維修和檢驗方案，初步監(jiān)察故障件。③技術人員進行總結；綜合性整理故障情況，制定出完善的報告。

1.2 特征表現(xiàn)

伴隨著科學技術的不斷創(chuàng)新以及改進，礦山機械設備故障診斷技術越來越具備完善性，其中特征如下所示：其一，逐漸朝著復合型趨勢邁進；礦山機械設備故障診斷技術由于優(yōu)勢極高而得到了廣泛的應用，其屬于一項集多項要點為一體的綜合性領域，對于各環(huán)節(jié)提出的要求都是特別高的。其二，具備實踐性特征；在確定礦山機械設備故障診斷技術和維修方式期間，需要依照實際現(xiàn)象進行合理的選擇和確定，將故障處理的實踐性體現(xiàn)出來。其三，具備目的性特征；在礦山機械設備故障診斷技術應用期間，目標較為清楚，可以全面的掌握整體故障，明確探究故障位置，然后制定出完善的應對計劃。

2 礦山機械設備故障診斷方式

進行狀態(tài)監(jiān)測包含了諸多的方式，這些放肆均是以設備運行中形成的異常信息為主，其中包含了溫度和應力以及電磁變化等，引進與之相符的監(jiān)測方式實施設備檢驗工作。在礦山機械設備故障診斷期間，包含的技術如下所示。

2.1 紅外測溫診斷

當前階段，溫度可以將機電設備性能以及運行狀態(tài)清楚的體現(xiàn)出來。對于機械溫度參數(shù)來講，無法直接展開測量，而是采取間接測量的方式，比如應用物質的熱膨脹和熱電效應等，與此同時，新型測溫技術還包含了激光測溫。比如，在檢驗鐵礦車輛輪軸箱的過程中，可以使用紅外測溫診斷技術，把紅外測溫儀放到礦區(qū)運輸干線鋼軌周圍，在車輪經過以后，軸箱對探測器進行掃描，在瞄筆式記錄儀內輸出相關的脈沖信號，記錄下來。當脈沖信號處于較高狀態(tài)以后，就表示某項軸箱溫度是非常高的，針對于此種現(xiàn)象，可以依照在記錄紙中脈沖信號的具體位置來分析車軸箱的異?，F(xiàn)象，以此制定出完善的應對對策，降低故障出現(xiàn)的概率。此種方式產生的優(yōu)勢極高，是以往手工檢查軸向溫度方式所不可比擬的，能夠咋改善周圍條件的基礎上減少車輛停留時間，避免了燃油事故的發(fā)生。

2.2 振動診斷剛式

對于不同類型的機械設備來講，在生產運行期間產生的振動頻率是不一樣的，基于此，可以將振動信號有效的整合以及收集到一起，對礦山機械設備故障情況進行有效的分析和判斷。在礦山機械設備出現(xiàn)異?，F(xiàn)象以后，振動出現(xiàn)的概率以及幅度提升，設備零件受損現(xiàn)象明顯，零部件表面逐漸出現(xiàn)了脫落情況，受此種現(xiàn)象的影響，機械設備振動幅度越來越嚴重。而且，機械設備因為存在著較小的振動，因此設備結構內部可能發(fā)生共振現(xiàn)象，對設備運行性能產生了不良的影響。當前階段，我們可以以機械設備實際特征為主，實施礦山機械振動診斷工作，對故障信息進行整理，確保問題徹底解決。

2.3 無損探傷

在鑄件、鍛件以及焊接件表面，經常出現(xiàn)各種各樣的缺陷，具體表現(xiàn)為裂紋以及氣孔等，當沒有及時將該項問題進行解決而是繼續(xù)使用的話，問題還會加劇，隨之惡化，產生更多的缺陷，為后期作業(yè)埋下隱患，完全威脅到了人員的自身安全。當應用諸多重要設備零部件的過程中，只有確定材質合理、焊縫沒有任何危害性的情況下，才能夠投入使用。所謂無損探傷，是診斷缺陷的一種早期方式，該項技術涉及到了射線探傷和超聲波探傷等。經過多年的發(fā)展，無損探傷也被應用到了激光全息技術以及光導纖維技術等方面。

2.4 潤滑油診斷方式

在機械運行中潤滑油處于循環(huán)流動的狀態(tài)，包含了零部件運行狀態(tài)的各項信息，結合機器內零件受損類型和部件等判斷和監(jiān)控故障。當前階段，經常使用的潤滑油樣分析方式包含了多種類型，分別是油樣光譜分析方式、油樣鐵譜分析方式，在這其中，第二種方式的性能極高，應用范圍和發(fā)展趨勢也是極好的。操作原理是遵循規(guī)范性的操作流程把油樣稀釋于玻璃試管或者是玻璃片內，大小程度不一樣的磨粒通過的距離也是不相同的，依照獲取的油樣磨粒沉淀情況對零件受損程度進行判斷和分析，借助電子顯微鏡對殘渣進行判斷，從磨粒的色澤情況判斷組成成分，鐵鋪分析包含了磨粒數(shù)量、形態(tài)以及成分等四方面信息，適合應用磨損顆粒。磁塞檢測方式較為簡單和合理，該項方式是將磁性的曬塞插進潤滑系統(tǒng)管路內，將油內的磨粒收集起來，使用肉眼；了解到磨粒的數(shù)量和具體形態(tài)等，判斷零件受損情況，在磨粒遠遠大于50μm的油樣檢測期間適合應用該項方式。因為機器零件磨損以后出現(xiàn)的磨粒尺寸非常大。所以，相關部門對其的重視力度是極高的。

3 礦山機械設備安全監(jiān)測方式

3.1 監(jiān)測流程

首先，對故障進行詳細的診斷，將故障診斷方式和礦山機械設備安全監(jiān)測方式相互結合到一起實施，故障診斷方式是達到監(jiān)測和提前預警的一項主要依據(jù)。當機械設備處于運行狀態(tài)的過程中，如果發(fā)生了故障問題的話，相關人員需要從故障產生的位置、性質以及故障原因等多方面入手，整合各項信息，制定出完善的措施。其次，實施系統(tǒng)性的監(jiān)測工作；礦山設備的穩(wěn)定性和安全性決定了整體質量，因此，就需要做好機械設備方面的檢測工作，在機械設備處于運行狀態(tài)的過程中，統(tǒng)計好各項監(jiān)測指標，將具體的監(jiān)測功能全面體現(xiàn)出來，系統(tǒng)還必須有著顯示圖像的功能。在系統(tǒng)監(jiān)測機械設備運行狀態(tài)的過程中，實時顯示監(jiān)測的各項數(shù)據(jù)信息，采取圖像方式更為直觀的呈現(xiàn)到系統(tǒng)顯示器內，為后期管理人員監(jiān)測工作的開展提供良好的依據(jù)。

3.2 選擇正確的監(jiān)測參數(shù)

監(jiān)測參數(shù)是否具備合理性，直接影響著礦山機械設備安全監(jiān)測方式的效果以及質量，在其他條件不發(fā)生改變的基礎上，一旦選擇的監(jiān)測參數(shù)符合要求的話，必定會提升數(shù)據(jù)的準確性，相反的情況下，當選取的監(jiān)測參數(shù)不合理的話，監(jiān)測質量和效果必定會受到影響，增加設備出現(xiàn)故障的概率，形成較大的安全隱患。所以，當應用礦山機械設備安全監(jiān)測方式的過程中，必須將相關參數(shù)當成監(jiān)測方式的一項監(jiān)測指標。結合機械設備實際運行狀態(tài)看出，本文以提升機舉例說明，把提升機的運行熟讀和鋼絲繩滑動量當成監(jiān)測依據(jù)。提升機運行速度作為確保設備安全運行的基本參數(shù)，可以依靠角速度傳感器來測量速度，獲取的角速度轉變成線速度，可是因為礦山生產期間應用的提升器為多繩摩擦類型，因此，還必須把鋼絲繩滑動量當成監(jiān)測指標，提前標定允許范圍中的鋼絲繩滑動量，在設備遠遠超出規(guī)定值以后，報警設備需要立刻進行反應，以免提升機檢測速度發(fā)生虛假正常情況。另外，還可以以主通風機為主進行舉例說明，制動系統(tǒng)是確保主通風機設備穩(wěn)定運行的關鍵，與之對應的參數(shù)涉及到了制動盤偏擺量和制動油溫等，獲取的數(shù)據(jù)均能夠把通風機設備內的各項零部件受損現(xiàn)象以及運行狀態(tài)體現(xiàn)出來。

4 強化礦山機械設備故障和監(jiān)測的措施

4.1 確保設備資金投入

設備資金投入是非常重要的一方面。當前階段，大多數(shù)企業(yè)依舊是以原始類型的機械設備為主，機械老化現(xiàn)象普遍存在，因此，就要求專業(yè)性的人員對設備進行優(yōu)化，防止發(fā)生環(huán)境噪聲方面的污染，摒棄消耗量較多的設備，提升設備效率，將設備的優(yōu)勢體現(xiàn)出來，采取自主學習或者是集體學習的方式培養(yǎng)員工素質，落實考核體系。

4.2 對礦山機械設備進行維護

在日常生活中，需要做好礦山機械設備故障方面的維護工作，落實三級保護制度。所謂三級保護制度，主要內容包含了設備平時的保養(yǎng)情況、一級保養(yǎng)和二級保養(yǎng)。三級保養(yǎng)制度遵循以操作人員為主，對設備實施保養(yǎng)的基本原則，此項體系可以將維修保養(yǎng)在設備管理期間的地位凸顯出來，經濟效益明顯，能夠節(jié)省設備費用。

5 結語

從以上論述來看，礦山機械設備在礦山運行期間產生的作用極高，當機械設備發(fā)生故障問題以后，礦山企業(yè)運行就會受阻。基于此，礦山企業(yè)務必遵循規(guī)范性的要求對機械設備進行監(jiān)督和管理，降低設備出現(xiàn)問題的概率，增強穩(wěn)定性和安全性，在動態(tài)檢驗設備的基礎上制定出完善對策，從而達到礦山企業(yè)良好發(fā)展的目的。