矿山机械设备维修中的故障诊断技术

王鑫

中煤平朔集团露天设备维修中心轻车车间 山西朔州 036000

矿山机械设备运行环境条件相对恶劣，加之近年来设备的原理、功能与结构渐趋复杂，因此运用故障诊断技术对其状态参数进行监测、分析，优化管理与维护工作，并预防矿山机械设备故障的发生，才能最大限度挖掘设备的产能，保持生产过程的连续性与作业安全。

1 机械设备故障诊断方法

矿山机械设备故障检修的判断技术一般有主观判断、仪器判断、模型判断和智能判断。其中主观判断因为能快速的对故障进行判断，因此在小型设备故障的判断分析中运用的非常广泛。仪器检查方式是运用检测仪器来测量机械设备的压力，温度，力矩等参数，再通过这些参数的比较，从而分析出故障的问题。模型判断则是通过建立数字模型利用数字分析来处理相应的故障。智能判断的办法也是通过软件系统进行相应的分析处理，根据诊断方案来评估设备，保证设备的正常运行。智能诊断法高速准确，在矿山机械设备的检修中运用的非常广泛。故障诊断就是通过设备进行看、摸、听、嗅、触等方式来查明设备的异常情况、异常声音、温度、运转状态、振动频率等情况来判断，并且根据设备的参数变动将故障的信息传递出来，考虑到矿山机械设备特别是井下的设备则需要根据工作环境及特殊状况，例如振动频率、井下水、酸碱腐蚀、矿物粉尘以及工作范围小、维修难度大及防爆性能等等因素的不同选择不同的检测仪器和检测技术进行有针对性的处理。

2 故障诊断技术在矿山机械检修中的应用

2.1 油液监测技术

在煤矿生产中，油液是很多机械设备的原料和动力，通过对油液的状态进行监测可以很轻松的了解矿山机械设备的运行状态。油液监测的实现多是采用传感器分析仪，常用的主要有油料分析仪、黏度分析仪、旋转分析仪、微量滴定仪等。根据设备的功能的不同，监测的内容也不同，主要是监测使用油中的金属含量、水分、黏度等情况，并以此来判定机械设备的运行状态。（1）煤矿中发动机机油的监测。发动机是煤矿生产中许多机械设备重要的动力装置，在监测时主要通过对其机油进行监测。一方面，对发动机的异常现象时的机油进行检测分析，查看发动机故障的原因以及故障程度，并实施有针对的维修和保养。其次，对发动机运行过程中的机油进行检测，最大程度的能及早的发现发动机故障和降低维护的成本。在过去设备厂家要求每运行250小时需要进行更换机油，而通过检测发现在设备运行330小时更换机油是合理的。这样把机油更换时间从250h提升到330h，每年可以节省的机油费用多达120万元，这是十分有必要的。当发动机有异常故障时，对机油的污染加重，通过监测可以做到既不提前更换造成浪费，又不滞后更换损坏设备。（2）变速箱齿轮油的状态监测。在机械设备中，齿轮主要是用来调节机械设备的运转速度，使用的频率较高。为了减少齿轮的磨损，需要采用各种润滑油。对齿轮油的检测的作用是分析齿轮的磨损情况，找出故障的原因，以便对齿轮的快速维修。同时也可以确定齿轮机油的更换时间，优化运行维护的成本。（3）液压系统供油监测。液压系统是许多机械设备的主要动力，液压主要是通过液压油来实现的。液压系统是一个封闭系统，系统的主要组成元件造价很高，在发生故障时难以准确的判断，只能通过更换液压油来维修。液压系统一次更换的液压油量比较大，因此有必要对液压油的特性进行监测，有助于准确地找出故障点和原因。

2.2 振动诊断技术

当矿山机械设备出现故障时，所产生的振动幅度会增加，设备上的零部件的磨损程度也会随之加剧，零部件的表面会产生剥离脱落的现象，也会加剧机械设备的振动频率与幅度。同时，机械设备还有可能由于微小的振动而使设备内部的结构发生共振，让设备的运行状态不断的恶化。因此可以利用机械设备的这一特征对矿山的机械振动进行诊断，分析其中包含的故障信息，并将可能产生的故障问题一并分析出来。

2.3 基于人工智能的故障预警与诊断技术

目前材料学、机械制造以及信息技术的进步，适用于矿山生产环境、拥有智能化故障诊断能力的设备和仪器越来越多，而且一些性能优越的大型矿山机械设备具有故障自诊功能，简化了设备管理和检修工作。但设备管理与操作的技术难度更高，只有遵循设备的使用和运维保养规范，才能有效预防故障的发生。

2.4 红外测温诊断技术

械设备运行中产生的磨损、管道线路的阻塞、油液的润滑和降温性能以及电路通畅程度都能够通过测温进行分析，因此，红外测温故障诊断技术在矿山机械设备故障诊断中应用较为普遍。这种技术能够在较远的距离采用非接触的方式对温度进行监测，获得较为准确的实时温度测量参数，反应机械设备运行的环境温度变化和工作状态。在进行数据测量过程中，要注意外界环境温度的影响，对测量数据进行修正，经过修正的数据通过接口传输到计算机系统中，实现对机械设备运行过程中的监测，通过与规范参数的比较，当温度数据超出正常范围时进行报警。红外线测温诊断技术使矿山机械设备故障诊断具有智能化，确保设备正常运行和提高机械设备使用寿命具有重要作用。

3 结语

随着当前科学技术的发展，矿山机械设备故障诊断技术逐渐向着远程协作和智能化技术发展，机械设备运行状态的监测数据的收集、处理和分析将更加快捷，设备故障诊断更加准确，实操性能将越来越高，进而促进我国矿山机械设备诊断技术水平的提高。