故障诊断技术在矿山机械设备维修中的应用

严栓柱

（河南省煤层气开发利用有限公司，河南郑州 450000）

故障诊断技术在矿山机械设备维修中的应用

严栓柱

（河南省煤层气开发利用有限公司，河南郑州 450000）

随着我国煤炭行业的快速发展，矿山机械设备的使用范围也越来越广泛，已经深入到了煤矿生产的各个层面。在这种情况下，机械设备在工作中发生故障是在所难免的。那么迅速找出故障的原因，确定故障的位置，尽快恢复正常的生产工作，是工矿企业所面临的一个长期性的问题。因此，故障诊断技术在矿上机械设备中的应用具有重要的现实意义。本文讨论了机械设备故障诊断技术中的一些原理和方法，希望能够对生产中的工矿企业有所帮助。当然，各个工矿企业在生产中还要充分结合自身的实际情况，科学地运用故障诊断技术，这样才能更好地提高机械设备的使用效率。

矿山；故障诊断；维修；应用

目前世界采矿工业发展很快，采矿量和矿山规模越来越大，矿山机械设备的规格及种类发展极其迅速，矿山机械设备保养、维修技术也迅猛发展。机械设备维修部门对机械设备故障诊断技术十分关注，因为有故障的设备如果得到及时的维修，迅速的恢复生产，生产效率必然提高。那么，故障诊断技术的运用在矿山机械设备维修中就有很现实的意义。

1 故障诊断技术

1.1 故障诊断技术概述

随着各种技术的发展，自动化技术在矿山机械设备中的作用越来越重要，然而机械设备一旦发生运行故障将会造成停产甚至人员伤亡，这样既影响生产效率造成经济的损失，又会带来社会问题，对企业的发展是极其不利的。在这一背景下，设备的故障诊断技术就应运而生，自故障诊断技术在20世纪40年代提出，就得到了矿山企业极大的关注，发展十分迅速。利用故障诊断技术使实践生产中避免了很多事故风险的发生，设备安全性得到了保证，经济效益得到了最大体现。故障诊断技术怎样解决的这一问题的呢，简单的说它就是在故障发生之前检测出来并及时地做好维保及维修；也可以概括为防患于未然，把机械设备故障在萌芽状态得到解决。这项技术刚开始运用在高科技航天航空事业上，由于效果比较明显，所以在各个工程领域逐渐地得到了推广，尤其是工业大型设备领域。我国这方面发展的较晚，但最近几年也发展迅速，得到了各领域的关注，相信不久能够达到国际先进水平。

1.2 故障诊断技术原理

设备故障诊断技术实际主要靠防护措施来达到提前发现故障的方法，那么怎么解决提前发现故障就是一个重要的问题。在不妨碍正常生产的前提下，我们需要了解设备的运转情况，也就是需要了解设备各个部分的参数是不是在正常的范围。通过一些辅助精密仪器，检测矿山机械设备工作状态，可以得到需要的参数及数据。然后利用这些数据用一些方法分析评估，检测机械设备的工作性能。从中确定是否存在潜在的故障，确定机械设备的哪个部分将要出现问题。确定以后，我们就能提前做好防护，提前把故障问题缩小化，也能对机械设备的部件、性能作出评估和预测。如果还对故障诊断技术的原理理解不清楚，我们可以总结为，故障诊断技术就是基于计算机技术、信息技术、传感器技术等多学科技术，通过检测运行状况获取机电设备运行工况参数，然后对机电设备的安全可靠性和工作性能作出评估，并对异常原因、部位、危害程度等进行识别和评价，确定应采取的对策，这种技术就是既能检测目前的现状，又可以预测未来的状况。

2 故障诊断技术在矿山机械设备中的运用

我们了解了故障诊断技术的方法和原理，那么这种技术是怎么利用在矿山机械设备的诊断中的呢。下面介绍几种常见的矿山机械故障诊断的方法。

2.1参考历史记录

参考以往的故障记录，在矿山机械设备诊断中使用的较多，因为该方法比较直观也更简单、快速。用历史记录，首先排除比较明显的故障，按照故障部位进行维修。这个故障历史记录，首先要建立一个数据库，就是将以往的故障特征、表现、原因、处理办法等编成一册。然后当再出现同样的故障时，就可以根据故障手册快速的定位故障的类型与处理方法。在这里还需要编辑一个各个设备正常时的各个部位的参数比如电机的温度、转速等，这样可以在设备工作时持续的检测不同部位的相关参数，将取得的参数与历史数据对比，可以很清楚的反映设备当前状态。

2.2 利用小波神经网络技术

小波神经网络技术是一种比较前沿的技术，该方法还不是很完善，但是它在机电设备诊断方面作用还是比较明显的。这种方法是利用建立非线性系统，既利用矿山设备从故障萌芽到故障源头的复杂非线性映射关系，通过计算机处理，诊断出故障部位，然后采取合理的措施。

2.3 振动检测诊断技术

矿山机械设备振动是比较常见的一个参数，因此我们可以首选检测设备的振动参数。通过检测设备的振动参数以及特征来诊断、分析矿山机械设备的当前状态和故障部位。设备振动测量参数可以是频率、速度、加速度、位移等，通过选择正确的振动测量点，利用传感器得到数据。在检测过程中有一点比较重要，就是要选择恰当的振动测量点。矿山大型设备的振动点比较多，因此要选择那些能够全面反映振动状态的点。得到振动数据后，通过设备转换成数字信号，再在计算机上分析处理，做出最后诊断。

2.4 磨屑油液检测

磨屑油液检测法也是比较直观的一种方法。这种方法是通过观察油液介质的物理、化学成分的变化来判断机械运行状态。油液中的杂质来自于设备的磨损和污染，不同的磨损方式及磨损状态，会造成油液中杂质不同的数量以及不同的大小，因为金属微粒的形状和数量可以诊断机械磨损的阶段及磨损程度。这种方法的关键是要有不同时期的记录，还要仔细观察油液中介质的变化。

3 矿山机械设备故障诊断的实例

矿山机械设备有很多种，并且不同生产厂家也有各自的特征，设备的故障可能也不是单一的，因此，设备的故障诊断方法也要综合利用，不能只墨守成规的使用一种方法。

3.1 液压凿岩机的故障诊断

液压凿岩机是高效、节能的凿岩设备，也是技术密集型产品，其结构比较复杂，对使用及其维护也要求较高，如果出现故障，维修就比较费时，影响生产的效率，因此平时要做好维护。液压凿岩机是主要靠液压油来工作的，因此液压油要高度的重视。合理选择和使用液压油是提高液压凿岩机综合效率和延长其使用寿命的关键，必须给以高度重视。其中对液压油的污染要特别关注，因为液压油受到污染，将直接损坏液压泵和液压马达，这样会造成极大的经济损失。由此可见，对油液污染的监测和控制，是非常必要的。

冲击频率是液压凿岩机主要性能参数之一，如能实时测试冲击频率，对现场检测液压凿岩机工作状态，及时发现故障隐患，防止造成重大事故，有着重大意义。液压凿岩机冲击频率测试仪，现在已经广泛使用，这种测试仪可以很容易的得到冲击频率。因此，平时维护中要常使用测试仪检测冲击频率，诊断液压凿岩机的工作状态。

3.2 地下铲运机

地下铲运机目前在矿下，使用比较常见，由于矿下环境的特殊性以及复杂性，给铲运机的故障诊断带了一定的困难。但又由于各种科技的发展，特别是计算机的发展，这方面的故障诊断技术发展很快。机器特征的指标是地下铲运机的主要技术参数，因此，故障诊断，我们需要了解更多的机器特征指标。这些指标与各部件的性能及结构有很密切的联系，必须引起关注，这些特征指标有额定载重量、铲斗容量、机重、发动机功率、最大牵引力等等。这些参数中，发动机要特别注意环境的温度和湿度，要时常检查配备的风扇、发电机、空气滤清器等，保证这些参数在正常范围内。

3 结语

做好机械设备故障诊断，要多注重平时的维保工作。特别是铲运机液压系统，平时首先要多检查工作机构、转向液压系统工作压力，检查各液压泵、阀工作情况，诊断出故障要及时地调整、修理或更换。其次检查工作机构各油缸、转向油泵是否泄露，球铰、销轴磨损情况，油缸活塞缸是否弯曲，发现这些问题后，要及时地更换封圈、封尘圈、销轴、球铰等，校正或更换活塞杆。

[1]曹义国.机械设备故障诊断与监测的常用方法及发展趋势[J].湖南大学学报，2010，6.

[2]杨帆.故障诊断技术在矿山设备上的运用[J].煤矿机械，2003，3.

[3]吴勇.故障诊断技术在矿山设备上的维修运用[J].山西煤矿，2005，2.

TD407

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1003-5168(2014)04-0128-02