矿山机械设备液压故障处理研究

2024-04-11王伟

中国设备工程 2024年2期

王伟

（河北钢铁集团迁安红山铁矿有限公司，河北唐山 064400）

在矿山机械中，对于液压系统应用是非常广泛的，而液压泵是液压系统里面最为关键的一部分，和矿山的正常生产有着非常紧密的联系，彼此相互作用。随着经济的进步，矿山机械常见的液压故障问题诊断技术以及在其中应用的处理技术也在不断更新和变革，能够推动矿业未来的长远发展和进步。因为受到了各种环境因素以及操作工艺的一系列影响，所以，矿山机械设备液压系统也可能会产生各种不同的故障，需要在其中应用较为合理科学的检测诊断仪器来加强检测，这样才能够将故障出现的位置以及在其中故障的基本性质确定下来，从而采取正确科学的处理办法。

1 液压故障诊断的方法

1.1 经验觉检诊断法

这种方法就是只要利用故障诊断人员自身的身体感知器官，从而分析判断机械设备，液压系统故障的表象，凭借以往的经验作为基础的一种有效诊断方法。这种方法需要检查或者是维修人员自己的现场经验更加的丰富，这样才能够更加明确地诊断出来出现故障的原因。这种方法可以分为5个方面的诊断，分别是问诊、视诊、触诊、听诊以及嗅诊，经验觉检法在现场中应用的效果会很好，并且应用的频率也比较高，优点在于非常的简单便捷，当然有缺点，就是只能够定性和粗略的诊断机械设备的液压故障。

1.2 依照故障特征进行分析诊断的方法

尽管不同的原因可能会导致产生某一个同样的症状，但是，机械设备故障的表现形式却是不一样的。不同故障原因引起的同一个症状的同时，还会引发一些其他的现象和问题，各自存在的差异也是比较明显的。一般情况下，症状本身不同的表现形式和不同的原因所附带的特有的信息也被叫作特征信息，对故障的各种原因对应的特征进行分析，就可以找到区分他们的具体标志。一旦系统中出现了某个症状，就可以根据特征信息找出引起故障的具体原因特征信息，一般情况下，会通过具体参量来进行表示。如果说故障问题非常的复杂，那么参加就需要综合在一起，这样才能够有效地揭示出来特征故障信息中所存在的故障原因。比如，如果爬行现象伴随油箱气泡不断增加。那么能够断定在故障中是由油内混入空气所导致产生的问题。还有爬行现象伴随着溢流阀，溢流量的不断增加，并且没有办法对压力进行调高，就可以断定成为故障是由溢流阀故障所引起的现象和问题。

1.3 化整为零局部判断法

化整为零的思路，就是基于模块化或者是功能化原则的一种新的思路，因为有些液压系统功能烦琐而复杂，在检查的过程中很难全面分析和判断整个系统，而且有些问题的原因和其他功能模块关系非常小，自然也没有必要从整体上对此进行分析和研究判断。因此，就需要将整个系统按照功能模块化的来进行分割，尽量的缩小进行检查的范围，各个单独击破，这样才能够快速地找到其中出现故障的位置。有时候分割的功能块儿当中还含有下一层的功能块，必要的时候，要进行到基本的回路单元位置。

2 常见的故障原因

2.1 工作机构动作不稳定

液压系统工作机构不稳定是矿山机械设备存在的一个比较常见的故障，在出现故障的时候，机械设备会有明显的跳动，并且运行的速度会不断地加快，也会有逐渐减慢等的特征。通常在遇到这些问题的时候，工作人员就需要及时对设备润滑的程度进行检查，如果润滑的程度在当前仍然无法满足运行的要求，那么就需要及时地将其中的脏物清除掉，对润滑条件进行改善，尽量的减少在其中的摩擦阻力。对于因为油泵中混入空气引发的工作机构动作不稳定等的各种问题，工作人员首先就需要对油位高低进行检查，确保油位在一个正常的水平标准上，同时还需要检查它的密封性是否完好。对于因为油里面混入杂质而产生的工作机构动作不稳定的问题，工作人员也需要认真了解检查在节流通道壁上杂质堆积的情况。之后对于因为压力脉冲较大或者是系统压力比较低引起的工作机构动作不稳定的问题，工作人员需要检查的是溢流阀的调定值是否是符合相关需求。

2.2 噪声与振动故障

对于一般性矿山开采机械的设备液压系统故障来说，噪声和震动问题的出现是比较多的，这和油里面混入空气有着直接的关系。结合具体的经验进行分析能够了解到，即使在吸油管里面有少量的空气进入，也可能会导致主泵塞被卡死，或者是导致其中的油泵叶片产生故障。另外，因为设备连轴器运行存在异常状况，可能会导致产生松动的情况以及油泵脉动幅度比较强，这都可能会被看作油泵振动和噪声问题出现的原因。在进行矿山开采活动的时候，也会发现因为管道坚固程度相对来说比较低，所以会引发更多的噪声以及震动的问题，因此噪声和振动的故障也可以看作和管道经过程度有着直接关联的故障。除此以外，油液流动速度的问题也需要得到更加广泛的关注，在一些具体的工程活动中，油液流动的速度比较快，也有可能会引发噪声和振动故障。

2.3 其他常见的故障

温度过高是比较常见的一个故障，在矿山开采活动中，应用机械设备会随着工作时间的不断增加以及强度的不断提高，相应的温度会不断的上升。如果在短时间内温度上升的速度比较快，那么设备故障风险自然就会加大，严重时可能会引发一定的火灾，威胁到物质的安全以及人身安全，给施工单位造成严重的经济损失。结合实际经验进行研究能够了解到温度过高的原因涵盖由泵内油的流动性变差，油管被杂质堵塞，油面过低，还有检修后没有恢复功能就投入应用等。

机械设备也有设计缺陷存在，在投入应用的机械设备当中，本身就有设计缺陷，特别是油泵的设计，这就导致其在矿山开采过程中出现运行比较缓慢的情况。随着企业投入的资金成本不断的提高，科技的水平也在不断上升，这种问题在当下的矿山开采中出现还是比较少的。

漏油的问题比较严重。机械设备漏油问题时有发生，这和设备构件连接不紧密，构件腐蚀程度比较高有着直接的联系。众所周知，在整个机械设备液压动力系统能量当中油液是最主要的来源，异常丢失或者是减少，都会使得液压动力系统的动力不断下降。除此以外，因为环境相对恶劣，所以引发的漏油问题也是需要关注的重点，这引发的后果直接会对施工人员自身的人身安全造成一定的威胁和影响。

3 矿山机械设备液压故障处理方法

3.1 液压系统故障处理方法

在开采活动中，机械设备液压系统故障中的噪音故障，一般情况下，和螺丝紧固程度以及联轴节的稳定性有着紧密的联系，很多液压系统故障中的噪声是由这两方面问题所引起的。对于设备的维护检修工作人员来说，针对这方面的问题首先需要检查螺丝和联轴节，如果说螺丝和联轴节没有问题，之后要检查液压系统的设置是否是正确的，要全面地进行检查排除因为流量过大所引发的噪声问题。如果液压系统设置没有失误，那么就需要检查油位和密封的装置，目的是希望能够排除因为空气流动所引发的噪声问题。在油位和密封装置检查时，应该确保原有油面不会出现改变，时时刻刻地关注吸油管的通畅性是否是也很好的，一旦发现吸油管有堵塞的情况，应该及时采取措施解决其中的问题。

压力故障及处理的方法也非常的重要，针对液压系统的压力故障，更多的会关注无压的问题，无压问题就是液压系统在工作过程中没有产生任何的压力，由此所导致产生的故障问题。结合实际矿山开采的一些经验来分析，无压故障的发生和安全阀弹簧弹性失效以及安全阀误动等问题有着直接紧密的联系，并且认为无压故障的产生就是由这种问题所引起的。一般情况下，针对上文中的这些问题，可以采取以下几方面的措施。首先是重新对系统压力调定值进行核对，调整不确定性的数值。接下来，还需要仔细检查密封失效的部位，做好修理，对于安全阀弹簧也要及时的更换，将会有杂质的安全阀拆除掉，认真地清洗。最后，还需要认真对系统线路进行检查，及时地将老旧以及破损的线路更换掉。

在矿山生产工作中，液压系统工作结构不稳定，故障的产生会使得系统运行的速度不断地加快减慢，或者是跳动等各种异常的情况出现，也会使得机械设备的稳定运行受到严重的影响。针对工作机构不稳定的故障，一般情况下，处理方法有以下几方面：首先，是努力的对系统环境进行改善，将其中的杂质清除掉，使得系统润滑度不断的提高。接下来，是针对空气进入的问题，需要保证吸油的质量。在完成吸油操作后，进一步展开核查，关注油位高低以及设备的密封性等各种问题，最后则是当遇到脉冲压力过大或者是过低的时候，就需要检查溢流阀的设置情况。

矿山接线常见的液压故障问题中液压系统牵引力过小是因为主油路的压力比较小，应该采取的处理方法就是仔细的检查系统。如果有漏油的情况要及时将密封件更换掉，采取有效的维修措施。如果主泵线路比较大，也需要及时更换主泵。如果在其中冷却产生问题，需要及时对冷却水量进行调整，将水压额定值调整在一个合适的数值上，同时，对安全阀进行调整，确保系统稳定地运行。

3.2 液压泵故障处理方法

在矿山开采的过程中，机械设备液压泵球头松动一般情况下，是有两个方面造成的，首先，是生产制造本身的问题；其次，液压泵球头工作室受到的压力冲击比较大。液压泵球头松动的原理在于球头和球窝沉凹产生一定的变形，球头和球窝间距离超过合理的范围，最终使得球头松动的问题发生。结合实践研究处理的方法有以下内容，在泵出口增设这种传感器，监测球球的运行状况以及球头和球窝沉凹之间的距离是否是变大的，进而避免出现故障，这种方法可以使得故障诊断的有效性和精确性不断提升。

小波线号噪声故障处理方法也可以起到一定的效果，矿山开采本身就非常的复杂，更加依赖环境，如果自然环境条件不好，那么液压泵运行的质量也就无法得到保障，非常容易受到各种因素的干扰。针对液压泵出口检测的相关问题，特别是噪声信号较多的问题，工作人员可以考虑从压力信号检测和震动信号检测质量方面入手进行分析，结合实际的经验，压力信号和振动信号一般情况下具有以下一些特点：首先，是信号频谱分布程度比较广，波形规律比较明显，杂乱无章，还有就是信号在阶段性的变化非常大，不具有稳定性。

在对小波进行噪声故障分析后，能够了解到处理方法可以详细准确地处理信号接收质量不佳的故障，有利于在相同的时域以及频率内进行对比和分析，明确区分造成部分以及突变的部分，进而提出一些针对性的解决措施，消除噪音。小波消噪全局的阈值一般是1.049。在完成小波处理后，液压泵出口震动信号掺杂的噪声可以被消除掉，提取其中的故障特征，这样就可以精准地分析矿山开采机械设备液压故障，为故障的解决提供一定的参考。