礦山機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)研究

河池市北山礦業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司安全環(huán)保科 陳貴榮

1.引言

近年來，礦山企業(yè)的效益蒸蒸日上，與之相應(yīng)的故障診斷技術(shù)也迅速發(fā)展，在礦山機械中得到了較好的應(yīng)用，該技術(shù)以信號處理技術(shù)、傳感器技術(shù)以及計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，首先在一些工業(yè)比較發(fā)達的國家得到應(yīng)用。在中國，由于技術(shù)限制很多的礦山設(shè)備需要從國外進口，這些設(shè)備只有在正常運轉(zhuǎn)的前提下才能實現(xiàn)礦山的高產(chǎn)，所以，其故障診斷和維修技術(shù)的重要性是不言而喻的，否則，就算是購買到最先進的設(shè)備也無法發(fā)揮出它應(yīng)有的效用。目前，計劃經(jīng)濟體制模式是我國對待礦山設(shè)備故障處理的主要模式，其中，有很多環(huán)節(jié)已經(jīng)不再適應(yīng)市場的需求了，亟待改革和創(chuàng)新。對于故障診斷技術(shù)來說，應(yīng)該結(jié)合實際情況，積極學(xué)習(xí)西方先進的技術(shù)和經(jīng)驗，提高管理的水平。

2.礦山機電設(shè)備故障診斷與傳統(tǒng)維修的差異

對于礦山機電設(shè)備的故障診斷，需要使用較為先進的相關(guān)技術(shù)，分析運行中的設(shè)備當前所處的狀態(tài)，有效對其今后的運行情況進行預(yù)測，同時，對設(shè)備整體和各個局部的情況都應(yīng)該有非常清晰的掌握。這些故障診斷技術(shù)能夠在設(shè)備還沒有發(fā)生故障的階段，對它可能發(fā)生的故障進行早期的預(yù)警，判斷出可能故障的產(chǎn)生原因和部位，評估該故障造成的各種危險和后果以及它可能的發(fā)展趨勢，為維修人員提供有力的參考，以便他們能夠在較短的時間內(nèi)找到故障點，有針對性的進行故障排除。

而傳統(tǒng)意義上的機電設(shè)備維修通常包括三種形式：

(1)被動式的維修，也即是當設(shè)備的故障已經(jīng)明顯化，并且造成設(shè)備無法正常運行時采取的治理措施，由于這種情況是事先沒有準備的，相對來說，其維修的質(zhì)量和效率都比較低；

(2)定期維修，是指在工作中制定相應(yīng)的維修計劃，該計劃設(shè)定相應(yīng)的維修周期，是一種非常機械化的檢測方法，到期就對設(shè)備進行檢修，而不關(guān)乎設(shè)備的狀態(tài)如何，這種維修模式難以對偶然事件引起的設(shè)備故障進行防范，重復(fù)檢修的現(xiàn)象也非常嚴重；

(3)計劃性狀態(tài)檢修，這種檢修技術(shù)是隨著監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，通過在線檢測以及診斷裝置，記錄設(shè)備的故障狀態(tài)和維修時間以及內(nèi)容，并且將這些數(shù)據(jù)通過計算機的特殊處理，對設(shè)備的故障進行預(yù)測，保證在故障發(fā)生前就已經(jīng)制定好相應(yīng)的故障解決辦法，從而消除隱患[1]。

3.礦山機電設(shè)備故障產(chǎn)生的主要原因分析

對礦山機電設(shè)備出現(xiàn)故障的原因進行分析，大致有以下三點：

(1)各零件的配合關(guān)系發(fā)生改變，這種情況十分普遍，對設(shè)備發(fā)生故障的部位進行觀察，會注意到零件的損傷和各個零件之間原有的配合關(guān)系遭到破壞是故障形成的原因。零件的損傷包括：原有的形態(tài)和尺寸發(fā)生變化，原有的設(shè)計性能發(fā)生變化，偏離和設(shè)計值，是由于在使用設(shè)備的過程中，零件會受到來自各方的作用力，各種因素的綜合作用，同時，隨著時間的推移，老化作用越來越明顯，也經(jīng)常引起零件失去原有的性能。

(2)設(shè)備長時間處于超負荷運轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在制造礦山機電設(shè)備的過程中，都會對它們的輸出參數(shù)進行極限值的設(shè)計，設(shè)備只有運行在極限值內(nèi)才能保持良好的狀態(tài)；一旦輸出參數(shù)超過極限值，正常狀態(tài)就會遭到破壞，長期運行于超負荷狀態(tài)，設(shè)備當然會出現(xiàn)故障，此時，有必要調(diào)整設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，并且對設(shè)備采取相應(yīng)的修復(fù)措施。

(3)設(shè)備使用年數(shù)過長，工作能力下降，在機械設(shè)備內(nèi)外因素的共同作用下，長時間的使用之后，其綜合能力必然會下降。這主要是由于機件的配合剛性會隨著時間的推移而不斷下降，其間隙也會增大，老化和磨損的現(xiàn)象越來越嚴重，造成大量發(fā)熱現(xiàn)象，使得關(guān)鍵部位的聯(lián)接發(fā)生扭曲等。

4.礦山機電設(shè)備故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)概述

在礦山設(shè)備運行過程中，很多部件會發(fā)生物理化學(xué)方面的變化，如：溫度上升，電流電壓以及功率發(fā)生變化，造成設(shè)備在形態(tài)上發(fā)生改變。通過對設(shè)備參數(shù)變化的分析了解設(shè)備的運行情況，判斷出設(shè)備是否發(fā)生故障，如果出現(xiàn)異常，及時找到異常發(fā)生的具體部位，采取科學(xué)措施應(yīng)對故障，這就是設(shè)備故障診斷技術(shù)。

在設(shè)備的故障診斷中，信息的采集是關(guān)鍵的一步，實際操作中，可以通過人為的看聽摸進行判斷，也可以利用相關(guān)設(shè)備采集狀態(tài)數(shù)據(jù)，如：運行設(shè)備的振動信號，溫度變化信號等，然后對這些信號進行分析，判斷是否發(fā)生故障；現(xiàn)場觀察也是常用的方法之一，比如，通過觀察電機運轉(zhuǎn)的響聲和現(xiàn)場測量其軸承的溫度變化，預(yù)測其可能的故障，觀察螺栓和螺帽是否存在松動的現(xiàn)象，油液是否發(fā)生泄漏等對機械的零部件是否受損進行判斷。

4.2 礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)分類

迄今為止，礦山機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)種類較多，由于礦山工作的特殊性，這些設(shè)備面臨的工作環(huán)境不僅是振動和沖擊礦物粉塵，而且工作空間小，維修起來難度較大，綜合考慮這些因素，更應(yīng)該合理的選擇檢測儀器，應(yīng)該根據(jù)具體的環(huán)境和設(shè)備運行情況，有針對性的選取處理方案，其中，較為常用的方案有以下幾種。

（1）溫度診斷。很多機電設(shè)備發(fā)生故障最為明顯的現(xiàn)象就是溫度出現(xiàn)異常，很多受到損傷的零件在設(shè)備故障發(fā)生之前就會出現(xiàn)溫度上升的現(xiàn)象。相關(guān)的工作人員將各種不同零件的工作溫度進行匯總，制成圖表的形式，在工作中就可以根據(jù)圖表中溫度的變化對零件是否發(fā)生故障進行判斷。

（2）振動監(jiān)測。這種方法主要用于預(yù)防性監(jiān)測，包括簡易診斷儀和精密診斷系統(tǒng)兩種。前者一般采取便攜式振動儀的形式，采集設(shè)備運行的振動信號，并將其適當放大，判斷故障是否存在；后者是對設(shè)備進行定期的檢測，使用顯示裝置以及控制器，將機電設(shè)備的振動信號數(shù)據(jù)輸入到計算機中，對故障進行判斷，找到相應(yīng)的故障部位[3]。

（3）鐵譜分析。該技術(shù)在礦山機電設(shè)備的故障診斷中具有非常明顯的優(yōu)越性。常見的鐵譜分析儀是顆料定量儀，運行的基本原理為：在電機的運行磁場中注入帶有磨屑的潤滑油，之后將磨屑吸出，依據(jù)磨屑的大小順序制作成譜片，從而判斷設(shè)備的運行情況。

5.結(jié)語

總之，礦山機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，交叉運行了多個學(xué)科，在中國的發(fā)展起步較晚，它在機電設(shè)備的保養(yǎng)和維修方面起到了積極的作用，可以為維修人員的維修提供有價值的參考，及時的排除故障，延長設(shè)備的使用壽命，從而為礦山的穩(wěn)定生產(chǎn)和實現(xiàn)高效益提供保障，礦山領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該重視該項技術(shù)。

[1]郭洪剛.礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)探討[J].工藝與技術(shù),2011(24).

[2]車明福.淺析故障診斷技術(shù)在礦山機電設(shè)備的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2010(12).

[3]楊帆.關(guān)于礦井提升機故障診斷技術(shù)的研究[J].中小企業(yè)管理與科技,2011(5).