礦井提升機減速器故障診斷與應用分析

范慶璽

摘 ?要：減速器是礦井提升機的重要部分，對提升機的良好運行起到關鍵作用，只有全面確保技術規程，才能實現其運行，確保提升質量與安全。減速器在運行過程中，容易出現故障，只有全面做出正確的診斷，才能保證穩定運行。故障分析較為復雜，要利用儀器儀表才能檢測得到，對相關采集的數據進行小波分析法加強故障判斷，只有這樣，才能實現故障科學診斷，維護設備的良好運行。文章對減速器故障診斷應用問題進行了探討，為相關工作的開展提供參考。

關鍵詞：礦井提升機;減速器;故障診斷

中圖分類號：TD534 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）02-0171-02

Abstract： The reducer is an important part of the mine hoist， which plays a key role in the good operation of the hoist. Only by comprehensively ensuring the technical regulations can we realize the operation and ensure the improvement of quality and safety. In the process of operation， the reducer is prone to breakdowns， and only by making a correct diagnosis in an all-round way can the stable operation be ensured. Fault analysis is more complex and can only be detected by instruments. Wavelet analysis is used to strengthen the fault judgment of the relevant collected data. Only in this way can we achieve scientific fault diagnosis and maintain the good operation of the equipment. This paper discusses the application of fault diagnosis of reducer in order to provide reference for related work.

Keywords： mine hoist; reducer; fault diagnosis

隨著生產社會化發展和人們生活水平的提高，對能源的需求量越來越多，只有全面保證機械設備的穩定運行，才能全面實現生產目標，保證能源充足供給。在礦井作業過程中，需要依靠提升機進行作業，提升機也是礦井開采重要設備之一，礦井提升機安全和可靠運轉直接影響到礦井的安全，更關系到井下員工的生命安全，所以說，要全面保證提升機的穩定運行，只有提升機是正常運行，礦山生產才能保證安全，企業生產才能形成效益，使用過程中的安全檢測至關重要，所以說，要經常對提升機進行檢查和維修，以此，保證生產連續性、穩定性。

1 礦井提升機減速器常見故障

1.1 齒輪損傷與失效

齒輪損傷與失效是最為多見的問題，主要是減速器相關部件出現的問題，在實際工作中，故障表現為齒輪呈現了不規則的開裂和斷齒、齒面產生長期作業的疲勞，形成齒面損耗變形等問題。這些問題的產生有著多種成因，有一些齒輪開裂很有可能與鑄造出廠的缺陷有關，材料使用不當，工藝流程不規范，很容易在使用中出現問題，同時，也與人為操作不當有直接關系，齒輪使用中來自外部應力大于內部抗拉能力，所以也會出現開裂的情況。設備使用過程中，斷齒與機械設備長時間高強度運行，齒輪與齒輪間就會產生連續不斷的摩擦力，時間久了，齒輪強度就會相應降低，最后的結果就是齒輪局部斷裂。齒面疲勞和損耗也與齒輪間不斷滑動摩擦有直接的關系，除了生廠商問題外，還存在輪間潤滑不夠，導致齒輪承受應力過多，出現了變形的問題。

1.2 軸承損傷與失效

軸承損傷與失效也是多見的問題之一，處理不當，就會影響到設備的運行，嚴重的還會出現安全責任事故，這類問題比較隱蔽，一般從外部很難看見，一定要根據軸承運行情況做進一步的確認，從運行狀態看，齒輪會出現不規則運行、軸承振動等現象，此時，就需要利用專業儀器儀表進行相關的問題檢測，確保及時發現有效處理，維護生產安全。

1.3 箱體變形

箱體變形主要受到減速器位置移動影響，如果減速器位移了，則會影響到箱體的位置，受到一定的擠壓后，箱體也會產生位移，特別是在惡劣工況環境下工作，產生的影響更為嚴重，進行安裝時，減速器箱體吊裝不當也會產生變形。

1.4 潤滑油泄漏

潤滑油主要是保證各部件間的有效運行，減速箱內裝有大量潤滑油，在運行過程中，會產生振動，如果箱體密封不嚴，就會出現潤滑油泄露的現象，長期運行，齒輪磨損就會越發的嚴重，隨著運行速度的增加，設備溫度就會不斷升高，產生噪聲。

2 礦井提升機減速器故障診斷分析

2.1 故障診斷分析

要想全面保證設備的良好運行，則需要通過相關的方法對故障進行排除，有效分析是最為重要的環節。可以結合上述相關問題的分析，拿出切實可行的分析方法。礦井提升機減速器是重要的設備之一，在運行過程中，很容易受外界因素干擾，出現各種故障，特別是在惡劣工作環境中，更加容易產生故障。面對復雜的減速器結構，我們不能僅靠表面觀察來分析故障，那樣無法正確分析故障點，也不能準確的進行分析判斷，分析不正確就會影響到故障的排除，給設備運行帶來巨大的隱患。設備運行過程中，如果出現故障，往往會呈現一些小的問題，產生非平穩振動信號，就表明設備出現了一定的問題，要及時采取措施，有效應對，全面做好故障的檢測與排除。如果使用傳統時域分析法，是無法快速進行分析的，更難以實現故障信號準確提取和分析，技術上得不到支持。所以說，出現了問題，要采用有效診斷方法對減速器振動信號進行科學的處理，這樣，才能精準的對故障進行分析，形成科學的精確診斷，保證減速器良好運行，維護性能穩定，減少礦井生產不安全因素。

2.2 故障診斷方法

當前，最為有效的分析方法是小波分析法，這種方法是多種學科的綜合運用，對故障的分析有顯著的效果。使用這種方法進行分析，可以從基函數角度對信號做進一步的明確分析，吸取變換三角基特點，對短時傅里葉變換中的時移窗函數進行綜合性的應用，這樣，就能夠充分對振蕩、衰減基函數進行利用，形成小波分析，得到最終的正確結果。設定a，b（t）為小波基函數，t為時間，a為尺度因子，b為時移參數。如果a在不斷增大的前提下，小波函數就會向外不斷進行拓展，形成一定量的延展，頻譜帶隨之縮窄，此時也會向低頻移動。

3 礦井提升機減速器故障診斷應用

3.1 故障的基本情況

我們以實例進行分析，假設某礦井生產作業使用了型號是2JK3.0×1.5的提升機設備，配備型號是ZSY630的減速器，使用這類設備在礦井下運行，重點運送的是物料和煤炭。減速器包括主軸、聯軸器、中間軸、輸入軸和電動機等，通過電動機的運轉，全面帶動聯軸器產生機械運動，而主軸裝置經聯軸器輸出軸帶動下產生勻速運轉，使物料得到了有效提升，完成連續生產作業。

3.2 故障的確認情況

為了有效排除設備問題，需要在設備運行過程中，全面采取相關的數據，使用精密儀器對設備運行情況進行科學的檢測，要把儀器放到指定位置，這樣就能夠及時發現問題，對真實振動信號進行全面的采集，為設備故障準確判斷提供依據。根據設備的運行情況，儀器需要放置在電動機軸承座和齒輪傳動等振動明顯位置，這樣，才能采集到有用的信號，為進一步分析提供良好的依據。另外，為了得到更加精準的數據，還需要設計幾個點位，多點位進行信號的收集，比如在與軸承座連接剛度較高位置做信號檢測等。要根據轉動的情況，做好齒輪傳動位置記錄，確保測量精準，這樣，獲得的檢測結果才符合實際工況要求。用BZ-8710A便攜式測振儀，提前做好設備檢測，保證性能良好，通過對振動速度均方根值檢測，獲得設備不同方向振動烈度大小。通過有效的減速器故障分析，全面提取故障類型、位置，確保不安全因素得到及時快速地消除，維護生產安全。

3.3 故障診斷情況

傳統的分析方法以檢測點振動加速器時域波形信號進行分析，全面做好故障的診斷，經過傅里葉變換能夠全面的獲得頻域波形信號狀態。在實際的檢測過程中，面對的情況更加復雜，也就是說，在設備運行過程中，所獲取的數據是多變的，時域波形和頻域波形相對雜亂，無法快速正確的從中獲得故障頻率、幅值等有價值的信息，這也就給分析造成了一定的難度。通過小波分析法進行信號同態解調譜分析，能夠使各種調制成分的分析，也能夠對關鍵信息進行快速的采集，有利于對故障快速進行分析，拿出可行的解決方式。小波分解方法實現了振動信號三層分解，一層是信號分解為0和1頻段，二層是0頻段分解成00和01頻段，三層是對00頻段分解得到000頻段和001頻段。

3.4 故障原因分析

小波分析法能夠對采集到的減速器振動信號做全面系統分析，能夠進一步發現減速器一級齒輪副齒輪存在的一般性故障。進行檢測時，需要對減速器拆卸，如果出現齒輪磨損，則表明齒面位置產生疲勞。此時，還需要做精細的分析。對故障點進行更加明確的診斷，通過故障進一步的分析發現，提升機長期超負荷運行，這種狀態下，設備很難不出現問題，這就直接造成了齒輪強度和承載能力不斷降低，小毛病變成了大問題，最終引發設備整體故障。所以說，小波分析法能夠快速精準的對減速器異常噪聲和振動現象進才分析。對振動烈度信號做同態解調，由此得到故障問題。

3.5 故障優化策略

根據上述的故障成因分析與診斷，需要針對問題點做好問題解決，及時處理好減速器故障，確保設備良好運轉，有效避免安全問題再次出現。齒面疲勞時，如果時間不長，可通過打磨圓滑點蝕坑邊緣方法做好性能上的提升，進一步改進運行效果，通過減少齒輪間磨損，保證運行效率。如果齒輪裂紋，則需要把裂紋金屬磨干凈，為了避免問題擴散，需要用硬齒面齒輪對齒輪承載能力做全面提升，維護齒輪強度，適合高負荷運行條件。與廠家聯絡，保證齒輪材料質量，選擇強度高、力學性能佳、韌性好的材料進行生產，利用熱處理工藝全面保證質量。

4 結束語

只有全面做好減速器故障診斷與分析，才能維護生產安全。要充分認識到減速器的危害，加強對減速器常見故障控制，通過合理科學的分析，收集振動信號，精準分析設備故障類型、部位，從而提出優化策略，做好有效的故障預防和處理，為礦井安全作業提供良好的保障。

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