礦山機械設(shè)備液壓故障處理分析

齊慶國

（甘肅能源化工職業(yè)學院，甘肅 蘭州 730207）

現(xiàn)階段，液壓傳動在礦山機械中得到了廣泛的應用，已由最初轉(zhuǎn)向和工作裝置轉(zhuǎn)變成當前行走、制動與操作系統(tǒng)控制等方面，幾乎是隨處可見。對于礦山開采而言，此項工作的環(huán)境極為惡劣，通過專業(yè)機械裝置開展作業(yè)必不可少，而其中使用最為廣泛且受歡迎度最高的應為液壓裝置。雖然此類裝置有著諸多優(yōu)點，但是極易出現(xiàn)故障也是其最大的缺點，因為導致故障的原因較多，因此一旦出現(xiàn)問題便會對作業(yè)進度產(chǎn)生影響，如果問題過于嚴重還會造成一定經(jīng)濟損失。相較于其它裝置，液壓設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分獨特，因此維修難度極高，而這也就給設(shè)備處理帶來了更大的挑戰(zhàn)，按照故障形成原因進行具體分析，從而為相關(guān)故障解決提供有力依據(jù)極為關(guān)鍵。

1 故障定義以及診斷原理

1.1 故障的定義

當設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時礦山機械裝置并不會產(chǎn)生任何問題，并且也不會對正常且安全的生產(chǎn)產(chǎn)生影響，其所具有的作用也會得到充分發(fā)揮，不會導致額外經(jīng)濟損失；而設(shè)備存在異常情況通常是指機械裝置在工作過程中，因為設(shè)備內(nèi)部某一結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞或問題，進而對機械設(shè)備正常運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，并讓設(shè)備缺陷被進一步放大，并導致機械設(shè)備應用性能無法充分發(fā)揮，問題不斷惡化，然而機械設(shè)備依舊可以使用；不同于前者，故障即機械設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷造成的影響不斷擴大，最終導致機械設(shè)備無法正常運轉(zhuǎn)，設(shè)備性能以及功能處于基本癱瘓狀態(tài)[1]。然而由于檢測和故障一般發(fā)生在設(shè)備未停機的基礎(chǔ)上，因此出現(xiàn)的故障大多將狀態(tài)信號當做依據(jù)。

1.2 診斷依據(jù)

在對礦山機械設(shè)備液壓故障進行診斷時主要是根據(jù)以下原理進行判斷。首先是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，此環(huán)節(jié)主要是監(jiān)測和設(shè)備工作相關(guān)的狀態(tài)信息；其次是特征的提取。該環(huán)節(jié)需要由設(shè)備工作狀態(tài)信號之中尋找并提取出與故障有一定關(guān)系的特征信息；再次是故障的診斷，所謂故障診斷就是要通過先前收集到的信息，借助其它補充測試來確定故障出現(xiàn)的具體位置；最后是決策，按照設(shè)備故障的特點與趨勢來做出對應的解決措施。當機械設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時會產(chǎn)生大量信息，而一旦它的功能產(chǎn)生了異常信息，那么便可以借助專業(yè)檢測裝置來進行分析與診斷，進而對可能出現(xiàn)的故障進行及時預測和維修。

2 常見液壓故障出現(xiàn)的原因分析

2.1 機械設(shè)備無法提供充足的壓力

倘若出現(xiàn)油泵溢流問題，那么很有可能會導致嚴重的安全事故發(fā)生，同時還會造成閥芯卡死與開口處、彈簧斷裂甚至是阻尼孔阻塞等問題。而如果液壓油路之中的零件磨損過于嚴重、部分閥內(nèi)泄漏情況過于嚴重、過大的吸油管阻力、小孔或管道發(fā)生堵塞、吸油管破損等均會造成系統(tǒng)壓力不夠等現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2 液壓設(shè)備的運動部位整體運動過于緩慢甚至不動

導致這一問題出現(xiàn)的原因大多是液壓桿件出現(xiàn)損壞，另外液壓油中的雜質(zhì)過大、液壓控制系統(tǒng)內(nèi)壓力閥無效、供油系統(tǒng)出現(xiàn)故障等均會使得液壓設(shè)備內(nèi)部運動部件運動過慢甚至是不動[2]。

2.3 油箱內(nèi)部油溫偏高

在液壓系統(tǒng)工作過程中如果發(fā)生了泄漏問題那么往往會為企業(yè)帶去極為嚴重的經(jīng)濟巡視，而如果無法對油箱做良好的疏通與散熱處理，便會造成內(nèi)部油粘度偏大。在上述情況下，系統(tǒng)進行卸壓作業(yè)時回路動作極易發(fā)生失靈或者缺少卸壓措施等問題，從而對系統(tǒng)造成十分嚴重的不可逆損壞，因此必須要保證油箱內(nèi)的油溫處于60℃以下。

2.4 液壓系統(tǒng)發(fā)生劇烈振動

如果液壓系統(tǒng)的振動過于激烈，這極有可能是因為局部漏氣所致，局部漏氣會使得液壓流速失去穩(wěn)定性，而液壓油流量大幅波動會讓機械零部件的磨損速度因為振動得到進一步加快，最終使設(shè)備使用周期出現(xiàn)大幅縮減。

3 礦山機械設(shè)備液壓故障診斷及確認方案

如果液壓系統(tǒng)產(chǎn)生了故障，便需要借助專業(yè)手段或經(jīng)驗來對造成故障的原因做精準診斷，從而為液壓系統(tǒng)維修提供一定便利。因為液壓系統(tǒng)內(nèi)部零部件數(shù)量較多，所以判別難度相對較高，目前主要借助以下幾種方式來識別液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的故障。

3.1 通過人工智能技術(shù)進行診斷

隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展，當前是信息時代也是人工智能的時代。通過電腦來模擬人類思維的過程和與之對應的行為，把規(guī)模宏大的項目時間經(jīng)驗進行有序整合，利用對比的方式來對故障具體原因進行判斷。當使用人工智能進行診斷時往往會和模糊數(shù)學進行有效結(jié)合，從而讓它運行的過程無限趨近于人類正常思維，借此能夠給故障發(fā)生原因和解決方案提供一定幫助。然而此類診斷技術(shù)無法單獨應用，需要由現(xiàn)場施工的工作人員和實際情況共同作用，才可以展現(xiàn)出最佳效果。

3.2 通過經(jīng)驗進行診斷

就長期的實踐結(jié)果來看，經(jīng)驗法對于診斷液壓系統(tǒng)故障效果極為顯著，借助觀察與分析液壓系統(tǒng)故障出現(xiàn)后的現(xiàn)象對導致故障出現(xiàn)的原因進行判斷與研究。想要實現(xiàn)上述目標，相關(guān)的維修人員必須要具備極為豐富且專業(yè)化的診斷與維修經(jīng)驗，并對于系統(tǒng)常見故障保持深刻認識。通常情況下，液壓系統(tǒng)維修經(jīng)驗大多是在長期煤礦生產(chǎn)過程中所積累的，無法在較短的時間內(nèi)達到理想效果。因為經(jīng)驗法過分依賴液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后的現(xiàn)象，如異常的振動、設(shè)備溫度過高以及漏油等，所以如果液壓系統(tǒng)并不存在顯著的異常情況那么則很難對故障進行準確判斷。另外，在使用經(jīng)驗法診斷故障原因是還具有一定滯后性，需要故障嚴重以后才可以進行判別，而這不利于系統(tǒng)后續(xù)維修工作的展開。因此在實際診斷過程中應將經(jīng)驗法與其它方式結(jié)合使用。

3.3 利用大數(shù)據(jù)進行診斷

由于當前信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡極為發(fā)達，因此如果液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障可以針對其各項參數(shù)變化來進行科學分析。首先可以把系統(tǒng)故障出現(xiàn)之后的參數(shù)進行收集，然后對數(shù)據(jù)進行更深層次的發(fā)掘，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建起一個與之相對應的數(shù)學模型。而為了可以讓故障出現(xiàn)有一個定量表現(xiàn)，還可以將模糊數(shù)學與大數(shù)據(jù)信息技術(shù)相結(jié)合。因為大數(shù)據(jù)模型構(gòu)建總成本比較高，因此未來能夠借助大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)來開展故障診斷等工作。

4 故障處理方案

4.1 系統(tǒng)油溫過高時的處理方案

倘若系統(tǒng)油溫過高，那么第一步便要對所用油質(zhì)量進行檢查，如果存在問題要進行及時更換處理。第二步，要確認設(shè)定壓力值符合標準并對調(diào)定值進行檢查。同時還要排查系統(tǒng)內(nèi)其它部件是否受到了油溫過高造成的不良影響，例如壓力繼電器、卸荷閥、冷卻裝置以及溢流閥等。對于礦山機械設(shè)備來說，其液壓油溫度需要處于30℃至50℃范圍內(nèi)，如果溫度大于等于60℃便可認定為油溫過高。當油溫偏高時除了會對油箱造成損害之外，還可能會導致漏油問題出現(xiàn)，并且對于周圍的裝置也存在一定影響，只有對此問題進行及時處理才可能防止設(shè)備大規(guī)模損害與漏油等問題出現(xiàn)。在處理油液泄漏時難度較高，并且極易影響其它零件，而且嚴重者還會對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。

4.2 管道堵塞問題的處理方案

在對管道堵塞問題進行處理時，首先需要清洗與濾掉存在于輸油管道之中的各種雜質(zhì)；其次需要及時更換所使用的液壓油。在對液壓油進行更換時必須要注意選擇的液壓油品種，倘若所選品種不合適則可能會因液壓油粘稠度偏高而導致流動緩慢進而使得系統(tǒng)出現(xiàn)供油不足等問題。除此之外，為了確保液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作，系統(tǒng)應當避免超載，一旦超載除了會造成系統(tǒng)供油不足之外還會留下諸多安全隱患。

4.3 外部故障的處理方案

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，設(shè)備往往會出現(xiàn)劇烈振動或者發(fā)出大量噪聲，針對此類情況則需要借助以下幾種方式進行處理。

（1）利用小波信號進行降噪處理。由于礦山機械設(shè)備所處的作業(yè)環(huán)境十分復雜與惡劣，因此作業(yè)的效率以及水平會受到周圍環(huán)境影響。當檢測泵出口位置的新號時，通常會受到噪音干擾，直接阻礙了信號檢測等工作正常的進行。而通過小波信號進行降噪處理則可以有效解決上述問題，利用這種方式可以有效處理階段信號，并使用科學的方式分析信號，從而區(qū)分出所需信號以及噪音。另外這一技術(shù)還能夠被用在故障診斷工作中，借助降噪處理可以讓故障特征檢測技術(shù)實現(xiàn)顯著提升。

（2）設(shè)備劇烈振動往往是液壓泵中存在異物或者缸內(nèi)空氣未排凈所致。為此需要將液壓泵進行拆解，查看其中是否有異物存在，倘若有異物存在要及時進行清除，同時探明異物來源。除此之外，利用先進的信息設(shè)備來對設(shè)備故障信息做智能融合處理，可以形成一個相對統(tǒng)一且規(guī)整化的數(shù)據(jù)庫。通過該方式可以對壓力信號以及振動信號做特殊處理，進而過去到一個相對準確且有效的故障信息。

5 結(jié)語

總而言之，液壓機械設(shè)備在當前煤礦井開采工作中具有著無可替代的作用，它最為顯著的特點即動力強、性能穩(wěn)定且工作噪音較小等。因為井下生產(chǎn)環(huán)境較為惡劣，因此在實際使用過程之中液壓設(shè)備往往會產(chǎn)生各種問題。因此對故障進行識別診斷并做科學處理尤為關(guān)鍵。本篇文章便對其中常見故障和原因做了全面細分，同時還以此為基礎(chǔ)制定了對應的解決措施，希望借此能夠給相關(guān)人員提供一定幫助并讓液壓技術(shù)得到有效提升。