露天采矿设备预防性维修的实践应用

崔俊强

（国家能源集团准格尔能源有限责任公司 设备维修中心，内蒙古 鄂尔多斯 010300）

露天采矿设备多数为重型设备，其所产生的故障具有普遍性、突发性、复杂性等，任何故障都会带来生产率的下降和成本的提高。设备在组装完成投入使用后，会随着频繁的使用和时间的流逝而逐渐磨损，故障便会随之出现。为了确保机械设备在使用过程中有效的运行和保持良好的性能，需跟踪并且详细记录设备的使用情况，发现存在潜在问题的地方，这样才能实现维护程序的系统应用。现代科技的发展，很不精细部件已经发展为免维护，但大部分设备还是需要维修人员进行不断修复的，设备管理人员掌握其投入运行以后的功能变化，并对其采取对策，以免作业设备有差错、缺陷和隐患及劣化发展到故障而造成停机、停产[1]。按照露天采矿设备的实际运行情况进行定时定量的检查及维修，通过目测、经验以及专业检测手段，在设备运行周期了解设备部件的技术状态，探寻设备即将出现的问题、缺陷和隐患，进行针对性维修保养予以排除。如果能够在重大故障出现前排除问题，将会节省很多的维修时间和成本。设备维修就是对技术状态变化时发生故障的设备，为恢复设备的功能或精度，保持设备的完好，通过更换或修复磨损失效的零件，对设备整机或局部进行拆装、调整的技术活动[2]。因此，一套完整的预防性维修保养程序可避免采矿设备意外的较高维修成本出现，以及使得设备各零部件的寿命最大化，提高设备利用率和完好率，为企业创造更多效益。

1 预防性维修的定义

预防性维修是指在露天采矿设备发生故障之前或未造成损坏的前提下即展开一系列维护保养的维修方式，通过对设备的检查、检测，发现故障征兆以防止故障发生，使其保持规定状态所进行的各种维修活动[3]，也是为防止设备出现突发故障或严重故障而实施的一系列周期性操作，包括机械部件调整、液压系统润滑以及定期检查等。主要针对设备发生故障后会危及人身设备安全和影响生产任务的完成，或导致较大经济损失的设备设施。目的是降低设备故障概率或提供运行效率及设备使用寿命。预防性维修按设定的时间周期或按固定的维修标准实施，通常包括维修人员保养、操作人员监控、设备动态检查、机械功能检测、定时更换易损件和定时报废等类型。采矿设备投入使用初期，就应制定详细的预防性维修工艺标准，测量并记录其原始的各类数据，编制预防性维修的设计要求；利用可靠的故障分析系统，设定设备的详细维修要求及步骤。确保以最少的人员劳动强度及维修费用等资源消耗，保持露天采矿设备固有安全和运行性能水平。

2 预防性维修的分类

预防性维修按其工作形式不同简单分为点检、固定维修、状态维修和主动维修等。单一的维修方法有利有弊，不能全部满足设备需求。实则将这些维修方法进行整合、共享即可形成最合理的预防性维修。

2.1 点 检

点检是露天采矿设备必不可少的环节。露天采矿设备有着连续作业的特点，设备运行过程中难免出现裂纹、松动、磨损等情况，每日安排一定的时间对设备进行点检，处理一些即将发生的故障，也可以对设备进行记录总结，合理安排预防性维修，达到露天采矿维修过程的闭环管理。

2.2 固定维修

固定维修是一种以设备运行时间为基础的维修方式，适用于设备故障停机后对生产作业影响较大以及劣化规律随运行时间变化较为明显的设备。根据设备磨损规律提前确定维修时间，维修时间一到，无论设备运行状况如何，都需进行对应维护。这种方式使得维修保养工作可以有计划地进行，适时安排设备停止运行，提前合理分配所需零配件及维修人员，从而得到较高的维修质量，减少突发故障对设备运行带来的不良影响。但是此种维修方式可能导致设备维修过剩或失修等问题。

1）一些采矿设备故障频繁、维修难度大、成本费用高、需进行技术创新、延长设备使用寿命。如果利用固定维修方式会发生以下结果：即便进行预防性维修，也难避免发生突发故障；保养周期由检修经验或厂家给定方式确定，以致造成维修过度、资源浪费等情况出现；对于复杂机械反而使设备的出动率降低；由于不合理的固定维修而造成的设备停机会对企业造成很大的经济损失。

2）单一的固定维修虽然简单而有效，按照检修手册制定的保养周期无条件进行维修、更换，但由于提前维修、更换，增加了设备维修成本、降低了企业竞争力。

2.3 状态维修

状态维修是利用速度监测技术、油温检测技术和位置报警技术等专用检测技术手段，对设备进行运行状态检测，显示设备可能发生功能故障的各种机械信息，并对其进行分析、诊断，以此推断出设备目前的工作情况。依据所监测设备的各类数据的线性变化，提前安排合理的维修计划。

1）状态维修可运用最先进的故障诊断技术，研究机械设备运行状态变化的信息，进而识别、预测和监视机械运行状态[4]，进行针对维修的维修方式。状态维修可由维修人员或操作人员在点检时使用一些简易检测设备完成检测；也可以进行远程监测状态，在设备安装固定监测系统，在设备生产作业中自动采集运行数据，要求设备的监测仪器和诊断技术准确率极高。

2）采矿设备平时可利用状态维修对劣化状态进行简单检查，劣化状态明显改变时进行精准测量及诊断，并据此制定检修计划。状态维修以采矿设备生产运行参数为基础而进行维修计划制定，因此，状态维修对各类传感技术的精准度要求较高，对于设备各类运行数据的准确性具有很大的依赖性；而且对监测环境有一定的要求，环境条件的不同会使监测数据产生不同；各个传感器均需设定一个参数范围，在范围内设备可正常运行，高于参数值或低于参数值设备发出报警，可进行针对维修计划制定，准确合理的参数值制定比较严谨。

2.4 主动维修

主动维修也可称之为事前维修，针对一些频发故障寻找其根源，提前进行维修保养工作，主要用于消除故障根源，对故障因素进行有效控制，将可能出现的故障因素控制在一个合理范围内，防止设备进一步的发生故障或失效。但主动维修只能控制部分因素，无法完全控制故障的发生，因为设备故障发生的因素很多，有些是连锁反应，有些事串联故障，原因错综复杂。

3 预防性维修的内容

为了保障设备的正常运行，达到设备产值的最大化，进行预防性维修是非常合理的。虽然一些零部件检测和更换等维护程序需要停机才能进行。但是大部分的维护程序也可以在设备运行的时候及时处理的。而且，始终保持采矿设备在预先制定维修计划内完成检修保养，是可以满足企业经济效益需要的。

1）检查。通过对设备的检查，了解设备的现状，从而对设备的运行使用、维修、保养等进行管理和控制[5]。所有运行的露天采矿设备都要合理安排检查，从而确定其是否需要调整，零部件是否过度磨损，系统是否需要清洁，设备是否存在缺陷等。在设备运行期间，应仔细观察其是否存在缺陷，以确定是否存在安全隐患，这是维护流程最重要的步骤。要仔细检查设备的所有零部件，虽然某些轻微的反常不会影响设备的正常运转，但是这些现象应被及早发现。检查时应注意设备的放置状态、清洁状态，颜色等。

2）清洁。这是预防性维修的基本要素。设备各机械、电气部位均应保持干净整洁。以相对于设备内部的零部件来说，暴露在外部的零部件应当更加需要定期清洁，保持无油泥、污垢、灰尘，要避免污染对运动零件的非正常磨损。零部件、连接件以及接头应当避免有腐蚀、增大摩檫、引起短路及其它有害因素。

3）感觉。维修人员会经常借助感觉来检查或监视运转设备的运行情况。有些振动、移位、变形是由零部件磨损、润滑油不足、过热等引起的。通过对部件原始状态的比较来判断故障的发生。采矿设备传感器的应用越来越多，具有了存储、思维和逻辑判断、数据处理、自适应能力等功能[6]，使得设备维修水平逐渐提高。

4）紧固。螺栓作为一种机械设备连接方式，广泛应用于露天采矿设备，但是在设备运行过程中，部件与部件之间的振动，对螺栓形成摩擦及剪切力，迫使螺栓出现松动现象，如松动不能及时发现，连接件将产生缝隙甚至脱落，轻者漏油、漏气，严重者会损坏自身及周围其他部件。所以，螺栓的紧固就必不可少，应该在设备点检或保养时对所有螺栓进行力矩紧固，使其保持原有的连接性能。

5）调整。采矿设备的零部件，有的是作为1 个独立的运动单元体，有的则常常由于结构和工艺上的需要，而与其他零件刚性连接在一起作为1 个整体而运动[7]。在运行过程中的一些参数，如间隙、行程、角度、压力、流量、松紧、速度等，由于能量损耗、磨损等原因导致参数变化，需要及时进行检查及调整，以保证设备能够良好的运行。特别是对关键部件的连接关系要调整到技术标准所规定的范围，防止设备损坏发生机械伤亡事故。

6）润滑。为保持设备运行过程中各机构的良好润滑，减少运动摩擦及磨损，提高设备运行质量，需要按技术要求，选择符合其运动性的润滑油并定期进行加注。主要是对设备各部位的轴承及其它回转零部件通过恰当的润滑油进行润滑，如设备的提升、回拉、推压滚筒轴承；也包括销轴表面上的润滑，如电铲铲斗各部销轴。润滑是预防性维护程序中极其重要的部分，任何情况都不可以破坏到设备的润滑。常用的机械设备需保证润滑剂布满摩擦面并选用耐磨性较高的材料组合[8]，标明如何调整每一次润滑油的用量，使设备运行平稳，减少磨损和故障。对于运行时间不同的设备、磨损程度不同的轴承以及标号不同的润滑油，润滑方法也不一样。各种轴承的润滑要求，是确保新注入的润滑油能用到下次润滑循环开始。设备上大多数的运动部位应该安装自动润滑系统，进行频繁的、适当的润滑，而不是单次注入大量润滑油。定期观察设备各部位的润滑情况，例如润滑油累积或者润滑油变色。确保润滑油系统及管路完好，设备可得到正常的润滑。但是，有些位置的轴承为了避免积聚灰尘（例如行走机构、提升和回拉导绳轮），需要额外添加润滑油，利用新油的压力去除旧润滑油聚集的、具有磨损性的灰尘。

4 结语

为了保证设备的生产力及性能，采矿设备需定期进行预防性维修。合理的设备检测及工作时间可平衡生产力和生产时间，设备的维护和零部件的检测应在停机时间内同时进行。根据设备维修的实践经验，只有在重大故障发生之前及时的更换零部件和重建机构才能降低损耗，及早地更换零部件会减少意外停机时间并避免下一次故障的发生。做好记录工作是预防性维护程序的关键，工作记录应当简单、实用，内容要详细，以便分析，工作记录非常有利于采矿设备的管理。应该时刻强调预防性维修在露天采矿设备的应用的重要性非常重要，可以有效提高设备运行效率、降低产能、节约维护费用。而且开采中会遇到各种各样的危险状况，许多重要的零部件会被磨损、腐蚀等，使其寿命缩短，从而增加成本消耗。为了对抗不可知因素，避免逐步磨损而产生的损耗，需要制定安全可靠的预防性维修计划。