礦山機械設備故障診斷與監測方法研究

卜繁剛

（長春黃金設計院有限公司，吉林 長春 130000）

在信息化技術不斷創新和改進的背景下，礦山機械設備維修方式越來越具備多樣性以及完善性，其逐漸朝著狀態監測維修等趨勢轉變，該種方式的優勢極高，主要包含了監測設備狀態和故障診斷技術等。對于狀態監測和故障診斷來講，除了有著明顯的區別之外，還有著密切的聯系性。狀態監測表現為監測設備的特征參數，通過比較測定值和正常值的方式對設備運行狀態進行判斷。而故障診斷重點是判斷出設備異常狀態或者是發生故障的位置，了解到嚴重程度，結合獲取的監測數據解決問題。

1 礦山機械設備出現故障的原因和故障診斷特征表現

礦山機械設備一般是處于井下進行工作，操作活動空間較小，環境非常的惡劣，設備出現故障的概率較高一些。再加上礦山生產性質較為特殊，因此人員工作期間面臨的挑戰性是極高的。尤其是在近些年內伴隨著礦業生產規模的增加，礦山機械設備逐漸朝著機電一體化趨勢邁進，系統可靠性下降，在這一現狀中繼續應用單一故障診斷方式話，是無法確保整體質量的。所以，需要引進新型的故障診斷方式。

1.1 故障原因

礦山機械設備故障工作有著復雜性特征，其屬于一項綜合性的學科，本身包含的內容諸多，分別是系統分析、結構分析以及測試分析等，知識點較為繁瑣。通過相關分析來看，礦山機械設備的故障分析表現為以下幾點：①對影響故障的因素進行分析和判斷，從機械設備故障件性能入手，實施性能和無損檢驗等多項工作。②技術人員進一步進行探究，比如整合產生故障的時間和環境，將故障情況詳細記錄下來，制定維修和檢驗方案，初步監察故障件。③技術人員進行總結；綜合性整理故障情況，制定出完善的報告。

1.2 特征表現

伴隨著科學技術的不斷創新以及改進，礦山機械設備故障診斷技術越來越具備完善性，其中特征如下所示：其一，逐漸朝著復合型趨勢邁進；礦山機械設備故障診斷技術由于優勢極高而得到了廣泛的應用，其屬于一項集多項要點為一體的綜合性領域，對于各環節提出的要求都是特別高的。其二，具備實踐性特征；在確定礦山機械設備故障診斷技術和維修方式期間，需要依照實際現象進行合理的選擇和確定，將故障處理的實踐性體現出來。其三，具備目的性特征；在礦山機械設備故障診斷技術應用期間，目標較為清楚，可以全面的掌握整體故障，明確探究故障位置，然后制定出完善的應對計劃。

2 礦山機械設備故障診斷方式

進行狀態監測包含了諸多的方式，這些放肆均是以設備運行中形成的異常信息為主，其中包含了溫度和應力以及電磁變化等，引進與之相符的監測方式實施設備檢驗工作。在礦山機械設備故障診斷期間，包含的技術如下所示。

2.1 紅外測溫診斷

當前階段，溫度可以將機電設備性能以及運行狀態清楚的體現出來。對于機械溫度參數來講，無法直接展開測量，而是采取間接測量的方式，比如應用物質的熱膨脹和熱電效應等，與此同時，新型測溫技術還包含了激光測溫。比如，在檢驗鐵礦車輛輪軸箱的過程中，可以使用紅外測溫診斷技術，把紅外測溫儀放到礦區運輸干線鋼軌周圍，在車輪經過以后，軸箱對探測器進行掃描，在瞄筆式記錄儀內輸出相關的脈沖信號，記錄下來。當脈沖信號處于較高狀態以后，就表示某項軸箱溫度是非常高的，針對于此種現象，可以依照在記錄紙中脈沖信號的具體位置來分析車軸箱的異常現象，以此制定出完善的應對對策，降低故障出現的概率。此種方式產生的優勢極高，是以往手工檢查軸向溫度方式所不可比擬的，能夠咋改善周圍條件的基礎上減少車輛停留時間，避免了燃油事故的發生。

2.2 振動診斷剛式

對于不同類型的機械設備來講，在生產運行期間產生的振動頻率是不一樣的，基于此，可以將振動信號有效的整合以及收集到一起，對礦山機械設備故障情況進行有效的分析和判斷。在礦山機械設備出現異常現象以后，振動出現的概率以及幅度提升，設備零件受損現象明顯，零部件表面逐漸出現了脫落情況，受此種現象的影響，機械設備振動幅度越來越嚴重。而且，機械設備因為存在著較小的振動，因此設備結構內部可能發生共振現象，對設備運行性能產生了不良的影響。當前階段，我們可以以機械設備實際特征為主，實施礦山機械振動診斷工作，對故障信息進行整理，確保問題徹底解決。

2.3 無損探傷

在鑄件、鍛件以及焊接件表面，經常出現各種各樣的缺陷，具體表現為裂紋以及氣孔等，當沒有及時將該項問題進行解決而是繼續使用的話，問題還會加劇，隨之惡化，產生更多的缺陷，為后期作業埋下隱患，完全威脅到了人員的自身安全。當應用諸多重要設備零部件的過程中，只有確定材質合理、焊縫沒有任何危害性的情況下，才能夠投入使用。所謂無損探傷，是診斷缺陷的一種早期方式，該項技術涉及到了射線探傷和超聲波探傷等。經過多年的發展，無損探傷也被應用到了激光全息技術以及光導纖維技術等方面。

2.4 潤滑油診斷方式

在機械運行中潤滑油處于循環流動的狀態，包含了零部件運行狀態的各項信息，結合機器內零件受損類型和部件等判斷和監控故障。當前階段，經常使用的潤滑油樣分析方式包含了多種類型，分別是油樣光譜分析方式、油樣鐵譜分析方式，在這其中，第二種方式的性能極高，應用范圍和發展趨勢也是極好的。操作原理是遵循規范性的操作流程把油樣稀釋于玻璃試管或者是玻璃片內，大小程度不一樣的磨粒通過的距離也是不相同的，依照獲取的油樣磨粒沉淀情況對零件受損程度進行判斷和分析，借助電子顯微鏡對殘渣進行判斷，從磨粒的色澤情況判斷組成成分，鐵鋪分析包含了磨粒數量、形態以及成分等四方面信息，適合應用磨損顆粒。磁塞檢測方式較為簡單和合理，該項方式是將磁性的曬塞插進潤滑系統管路內，將油內的磨粒收集起來，使用肉眼；了解到磨粒的數量和具體形態等，判斷零件受損情況，在磨粒遠遠大于50μm的油樣檢測期間適合應用該項方式。因為機器零件磨損以后出現的磨粒尺寸非常大。所以，相關部門對其的重視力度是極高的。

3 礦山機械設備安全監測方式

3.1 監測流程

首先，對故障進行詳細的診斷，將故障診斷方式和礦山機械設備安全監測方式相互結合到一起實施，故障診斷方式是達到監測和提前預警的一項主要依據。當機械設備處于運行狀態的過程中，如果發生了故障問題的話，相關人員需要從故障產生的位置、性質以及故障原因等多方面入手，整合各項信息，制定出完善的措施。其次，實施系統性的監測工作；礦山設備的穩定性和安全性決定了整體質量，因此，就需要做好機械設備方面的檢測工作，在機械設備處于運行狀態的過程中，統計好各項監測指標，將具體的監測功能全面體現出來，系統還必須有著顯示圖像的功能。在系統監測機械設備運行狀態的過程中，實時顯示監測的各項數據信息，采取圖像方式更為直觀的呈現到系統顯示器內，為后期管理人員監測工作的開展提供良好的依據。

3.2 選擇正確的監測參數

監測參數是否具備合理性，直接影響著礦山機械設備安全監測方式的效果以及質量，在其他條件不發生改變的基礎上，一旦選擇的監測參數符合要求的話，必定會提升數據的準確性，相反的情況下，當選取的監測參數不合理的話，監測質量和效果必定會受到影響，增加設備出現故障的概率，形成較大的安全隱患。所以，當應用礦山機械設備安全監測方式的過程中，必須將相關參數當成監測方式的一項監測指標。結合機械設備實際運行狀態看出，本文以提升機舉例說明，把提升機的運行熟讀和鋼絲繩滑動量當成監測依據。提升機運行速度作為確保設備安全運行的基本參數，可以依靠角速度傳感器來測量速度，獲取的角速度轉變成線速度，可是因為礦山生產期間應用的提升器為多繩摩擦類型，因此，還必須把鋼絲繩滑動量當成監測指標，提前標定允許范圍中的鋼絲繩滑動量，在設備遠遠超出規定值以后，報警設備需要立刻進行反應，以免提升機檢測速度發生虛假正常情況。另外，還可以以主通風機為主進行舉例說明，制動系統是確保主通風機設備穩定運行的關鍵，與之對應的參數涉及到了制動盤偏擺量和制動油溫等，獲取的數據均能夠把通風機設備內的各項零部件受損現象以及運行狀態體現出來。

4 強化礦山機械設備故障和監測的措施

4.1 確保設備資金投入

設備資金投入是非常重要的一方面。當前階段，大多數企業依舊是以原始類型的機械設備為主，機械老化現象普遍存在，因此，就要求專業性的人員對設備進行優化，防止發生環境噪聲方面的污染，摒棄消耗量較多的設備，提升設備效率，將設備的優勢體現出來，采取自主學習或者是集體學習的方式培養員工素質，落實考核體系。

4.2 對礦山機械設備進行維護

在日常生活中，需要做好礦山機械設備故障方面的維護工作，落實三級保護制度。所謂三級保護制度，主要內容包含了設備平時的保養情況、一級保養和二級保養。三級保養制度遵循以操作人員為主，對設備實施保養的基本原則，此項體系可以將維修保養在設備管理期間的地位凸顯出來，經濟效益明顯，能夠節省設備費用。

5 結語

從以上論述來看，礦山機械設備在礦山運行期間產生的作用極高，當機械設備發生故障問題以后，礦山企業運行就會受阻。基于此，礦山企業務必遵循規范性的要求對機械設備進行監督和管理，降低設備出現問題的概率，增強穩定性和安全性，在動態檢驗設備的基礎上制定出完善對策，從而達到礦山企業良好發展的目的。