一、前言

　　礦山機(jī)械設(shè)備是礦山企業(yè)中重要的基礎(chǔ)性設(shè)備。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，礦山機(jī)械從普通簡(jiǎn)單型向綜合本質(zhì)安全型快速發(fā)展，對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的故障診斷提出了更高的要求。煤礦企業(yè)大部分都是在井下工作，煤礦機(jī)械受到井下環(huán)境和作業(yè)空間等因素的影響，易于發(fā)生故障，甚至事故，使得機(jī)械設(shè)備的故障率增高；而且，煤礦企業(yè)井下機(jī)械的工作空間過(guò)小，使得粉塵比較大，而且濕度也加強(qiáng)，也給機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的排除增加了更大的困難。尤其隨著采礦業(yè)規(guī)模日益增大，采礦的機(jī)械設(shè)備也日趨大型化、連續(xù)化、機(jī)電一體化，其性能與復(fù)雜程度不斷提高，對(duì)設(shè)備故障的診斷也更為復(fù)雜。靠傳統(tǒng)的人工或半自動(dòng)化的方法來(lái)維護(hù)機(jī)械設(shè)備，無(wú)論是數(shù)據(jù)的可靠性或?qū)崟r(shí)性，還是設(shè)備的維修質(zhì)量均無(wú)法滿足要求，導(dǎo)致礦山機(jī)械在施工過(guò)程中停機(jī)多，檢修時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響到安全生產(chǎn)的進(jìn)度和質(zhì)量。所以，為了保持礦山設(shè)備良好的技術(shù)狀態(tài)，加強(qiáng)礦山機(jī)械的故障診斷研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、常見(jiàn)的礦山機(jī)械故障及其分析

　　1、噪聲和振動(dòng)大。一是吸空現(xiàn)象嚴(yán)重。吸油過(guò)濾器局部堵塞，阻力大；吸油管距油面較近；吸油位置太高或油箱液位太低；泵和吸油管口密封不嚴(yán)；油的粘度過(guò)高；泵的轉(zhuǎn)速太高；吸油過(guò)濾器過(guò)流面積過(guò)小；非自吸泵輔助泵供油不足或有故障；油箱上的空氣過(guò)濾器堵塞；泵軸油封失效。二是吸入氣泡。油液中溶解一定量的空氣；回油渦流強(qiáng)烈生成泡沫；管道內(nèi)或泵殼內(nèi)存有空氣；吸油管浸入油面的深度不夠。三是液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)不良。定子環(huán)內(nèi)、齒輪精度低、擺差大造成泵內(nèi)軸承、零部件磨損嚴(yán)重或破損。

    2、壓力不足。溢流閥旁通閥損壞，減壓閥設(shè)定值太低，集成通道塊設(shè)計(jì)有誤，減壓閥損壞，泵、馬達(dá)或缸損壞、內(nèi)泄大。

    3、溫度過(guò)高。主要原因有：油粘度過(guò)高、內(nèi)泄嚴(yán)重、冷卻器堵塞、泵修理后性能差及油位低、壓力調(diào)定過(guò)大、摩擦損失大。液壓系統(tǒng)的零件因過(guò)熱而膨脹，破壞了相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件原來(lái)正常的配合間隙，導(dǎo)致摩擦阻力增加、液壓閥容易卡死，同時(shí)，使?jié)櫥湍ぷ儽　C(jī)械磨損增加，結(jié)果造成泵、閥、馬達(dá)等的精密配合面因過(guò)早磨損而使其失效或報(bào)廢。

    4、元件無(wú)動(dòng)作。電磁閥中電磁鐵有故障，限位或順序裝置不工作或調(diào)得不對(duì)，機(jī)械故障，無(wú)指令信號(hào)，放大器不工作或調(diào)得不對(duì)，閥不工作，缸或馬達(dá)損壞。有時(shí)執(zhí)行元件動(dòng)作太慢，主要是因?yàn)楸幂敵隽髁坎蛔慊蛳到y(tǒng)泄漏太大，油液粘度太高或太低，閥的控制壓力不夠或閥內(nèi)阻尼孔堵塞，外負(fù)載過(guò)大，放大器失靈或調(diào)得不對(duì)，閥芯卡澀，缸或馬達(dá)磨損嚴(yán)重。

    5、泵不出油：未接通電源或電路及元件故障造成電動(dòng)機(jī)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，或電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不對(duì)使泵反轉(zhuǎn)；電動(dòng)機(jī)發(fā)熱跳閘。溢流閥調(diào)壓過(guò)高，超載荷后悶泵，溢流閥芯卡死或阻尼孔堵塞，泵出口單向閥裝反或閥芯卡死而悶泵，電機(jī)故障。

    6、異常發(fā)熱：主要是由于裝配質(zhì)量差，傳動(dòng)部分同軸度低，軸承質(zhì)量差，或安裝時(shí)未清洗干凈，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)別勁；經(jīng)過(guò)軸承的潤(rùn)滑油排油口不暢通，回油口螺塞未打開(kāi)，油道未清洗干凈。再就是油液質(zhì)量差。油液的粘溫特性差，粘度變化大；油中含有大量水分。

三、礦山機(jī)械故障診斷方法

　　隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，礦山機(jī)械設(shè)備的使用數(shù)量不斷增多，機(jī)械設(shè)備故障診斷也愈加重要。通常情況下，根據(jù)機(jī)械設(shè)備的物理特性所進(jìn)行的故障診斷有以下幾個(gè)方面：

　　1、主觀診斷技術(shù)

　　指維修人員利用簡(jiǎn)單的診斷儀器憑借個(gè)人的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析判斷故障產(chǎn)生的原因和部位。方便快捷，可靠性較低，屬于較簡(jiǎn)單定性分析。直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法指維修人員憑感官和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、摸、聞、問(wèn)等方法判斷故障原因：看執(zhí)行元件是否爬行、無(wú)力、速度異常，液位高度、油液變質(zhì)及外泄漏，測(cè)壓點(diǎn)工作壓力是否穩(wěn)定，各連接處有無(wú)泄漏及泄漏量；聽(tīng)泵和馬達(dá)有無(wú)異常聲響、溢流閥尖叫聲、軟管及彎管振動(dòng)聲等。例如在礦山機(jī)械的循環(huán)運(yùn)行過(guò)程中，潤(rùn)滑油可以提供機(jī)械零部件的損耗類型、部位和程度等診斷信息。其中磁塞檢查法，就是通過(guò)將帶磁性的塞頭放入潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)，收集潤(rùn)滑油中的磨損殘?jiān)ㄟ^(guò)肉眼觀察殘?jiān)男螒B(tài)，來(lái)診斷機(jī)械零件磨損情況的檢測(cè)方法。該檢測(cè)手段簡(jiǎn)便有效，適合于磨粒殘?jiān)叽绱笥?0mm的情況。參數(shù)測(cè)量法指通過(guò)測(cè)得系統(tǒng)回路中所需點(diǎn)處工作參數(shù)，將其與系統(tǒng)工作正常值比較，即可判斷出參數(shù)是否正常、是否有故障及故障所在部位，適于在線監(jiān)測(cè)、定量預(yù)報(bào)和診斷潛在故障。不同的礦山機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同頻率的振動(dòng)，所以，通過(guò)收集分析振動(dòng)信號(hào)參數(shù)，能夠獲得礦山機(jī)械的故障情況。當(dāng)?shù)V山機(jī)械發(fā)生故障時(shí)，其產(chǎn)生的振動(dòng)會(huì)加大；同時(shí)，隨著機(jī)械零件的磨損加劇，零件表產(chǎn)生的剝落等現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)的加大。機(jī)械還可能因?yàn)槲⑿〉恼駝?dòng)而導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的共振，從而造成運(yùn)行狀態(tài)惡化。囚此，我們可以通過(guò)對(duì)礦山機(jī)械振動(dòng)的診斷，了解其中所包含的大量信息，進(jìn)而對(duì)機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析得出戰(zhàn)障原因。

　　2、儀器診斷技術(shù)： 

　　儀器診斷技術(shù)是借助儀器對(duì)機(jī)械故障進(jìn)行診斷。系統(tǒng)的壓力、流量、溫度、噪聲、震動(dòng)、油的污染、泄露、執(zhí)行部件的速度、力矩等，通過(guò)儀器顯示或計(jì)算機(jī)運(yùn)算得出判斷結(jié)果。礦山機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)不正常時(shí)，往往溫度會(huì)發(fā)生異常，如異常升高等。由于機(jī)械的溫度不能直接測(cè)定，因此要借助于物質(zhì)的某此與溫度變化有關(guān)的物理特性來(lái)進(jìn)行間接測(cè)量。例如紅外測(cè)溫的原理是將機(jī)械發(fā)射的具有輻射能的紅外線轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，由于紅外線輻射能的大小與機(jī)械的溫度相對(duì)應(yīng)，因此可以根據(jù)電信號(hào)的大小來(lái)確定機(jī)械溫度的高低當(dāng)使用紅外測(cè)溫手段對(duì)礦山機(jī)械進(jìn)行故障診斷時(shí)，核心的問(wèn)題是必須要準(zhǔn)確獲得被測(cè)設(shè)備的溫度分布情況或故障相關(guān)部位的溫度值。因此，為了提高紅外測(cè)溫的準(zhǔn)確度，必須在對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析處理的同時(shí)，采取相應(yīng)的對(duì)策來(lái)選擇好的檢測(cè)條件，或者對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行合理的修正。 

　　3、遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù) 

　　遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)是通過(guò)設(shè)備故障診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在礦山機(jī)械設(shè)備上建立狀態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)；而在礦井調(diào)度中心對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行分析診斷監(jiān)測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)，遠(yuǎn)程故障診斷與維護(hù)的實(shí)現(xiàn)可以使礦山設(shè)備的故障診斷更加靈活方便，也能實(shí)現(xiàn)資源共享。機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生多種信息，當(dāng)其功能逐漸劣化時(shí)，就出現(xiàn)相應(yīng)的異常信息，如，機(jī)器的狀態(tài)變化而產(chǎn)生的異常振動(dòng)、噪聲、溫度等機(jī)械信號(hào)：機(jī)械劣化過(guò)程產(chǎn)生的磨損微粒、油液及氣體成份變化的化學(xué)信號(hào)等。利用檢測(cè)儀器對(duì)敏感的故障特征信號(hào)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，做出正確的分析和診斷，可以及時(shí)預(yù)測(cè)機(jī)器設(shè)備可能發(fā)生的故障。傳感器安裝在診斷對(duì)象（設(shè)備）上，以傳遞溫度、壓力、振動(dòng)、變形等信號(hào)，這些信號(hào)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，輸入到信號(hào)處理裝置，在信號(hào)處理裝置中將輸入的診斷信號(hào)與預(yù)先儲(chǔ)存在系統(tǒng)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是根據(jù)事先積累的大量數(shù)據(jù)資料和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)分析歸納而制定出來(lái)的判定標(biāo)準(zhǔn)，是設(shè)備各種參數(shù)的允許值。通過(guò)比較做出判斷，確定故障的部位和原因，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的故障。

四、結(jié)語(yǔ)

　　在不同的礦山設(shè)備中，需要使用不同的故障診斷技術(shù)，才能夠有效的發(fā)現(xiàn)并且排除故障，確保機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。而且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電子技術(shù)在礦山設(shè)備中的應(yīng)用，促進(jìn)了礦山生產(chǎn)現(xiàn)代化水平的不斷提高，大多數(shù)礦山企業(yè)中的機(jī)械設(shè)備也逐漸向著大型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。