礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障處理

陳振恒

（江西江銅銀珠山礦業(yè)有限公司，江西 貴溪 335400）

礦山行業(yè)一直是我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分，各項(xiàng)礦山作業(yè)的實(shí)施，促進(jìn)了礦產(chǎn)資源的開發(fā)，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。但礦山開采的難度系數(shù)較高，如果在當(dāng)前條件下依舊采用傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，則工作效率低，也難以保障產(chǎn)能。大部分礦山在當(dāng)前都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，配備了各種機(jī)械設(shè)備，部分環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了人工化向機(jī)械化的轉(zhuǎn)變。但機(jī)械設(shè)備在礦山中的使用，經(jīng)常出現(xiàn)液壓故障，為保障機(jī)械設(shè)備的可靠運(yùn)行，需重視液壓故障的處理，針對(duì)各類故障，采取有效的預(yù)防與處理措施。

1 礦山機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障診斷方法

1.1 儀器診斷法

礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，液壓故障的出現(xiàn)概率較高，為避免該故障對(duì)正常生產(chǎn)作業(yè)的影響，應(yīng)立即進(jìn)行故障診斷與處理。針對(duì)液壓故障的判定，先將磨粒加熱一段時(shí)間后，磨粒表面會(huì)出現(xiàn)形態(tài)、顏色的變化，經(jīng)由對(duì)材質(zhì)顏色、形態(tài)的對(duì)比，就可判定是否發(fā)生了故障。通過鐵譜記錄法，可分析了解磨粒成分，在加熱鐵譜片過程中也就能清晰掌握磨粒成分，以這一方法為基礎(chǔ)，對(duì)鐵譜展開分析，能區(qū)分其顏色、粉末，判定液壓系統(tǒng)的腐蝕與磨損程度，準(zhǔn)確定位故障。

1.2 系統(tǒng)原理圖分析法

礦山機(jī)械設(shè)備的液壓故障，也可利用系統(tǒng)原理圖分析法來判定，即由專人進(jìn)行原理圖的分析，確定故障位置、原因與類型。當(dāng)利用這一方法展開故障判定時(shí)，需安排專業(yè)的技術(shù)人員來完成，通過對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行原理的熟練應(yīng)用，判定在液壓系統(tǒng)運(yùn)行中的異常情況，基于對(duì)元件性能、結(jié)構(gòu)、原理、功能等的綜合分析，最后通過對(duì)比循環(huán)表確定故障。

1.3 觀察診斷法

對(duì)于一些在煤礦礦山機(jī)械設(shè)備操作、液壓故障處理方面有豐富經(jīng)驗(yàn)的人員來說，他們?cè)谝簤汗收吓卸ǚ矫妫瑫?huì)傾向于采用觀察診斷法，這一方法就是根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)技術(shù)，對(duì)各個(gè)元件的狀態(tài)等進(jìn)行分析以此確定故障。

在具體的故障診斷工作中，需按照問、聞、摸、聽、看這一步驟進(jìn)行，問即為詢問工作人員礦山機(jī)械設(shè)備使用的具體情況；聞就是聞一聞?dòng)鸵旱臍馕叮卸ㄊ欠癜l(fā)生了變質(zhì)問題；摸就是觸摸各種元件，感受振動(dòng)與油溫；聽就是聽一聽馬達(dá)與泵運(yùn)行中的噪聲情況；看就是檢查元件的運(yùn)行速度、狀態(tài)。

1.4 智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)是信息時(shí)代下出現(xiàn)的新型技術(shù)，該種技術(shù)在當(dāng)前的機(jī)械故障診斷中得到了廣泛的應(yīng)用，在未來還有巨大的發(fā)展與應(yīng)用空間。智能診斷技術(shù)中集成了計(jì)算機(jī)、通信、自動(dòng)化等技術(shù)，經(jīng)由這些技術(shù)的綜合應(yīng)用，可進(jìn)行人腦機(jī)能的模擬，實(shí)現(xiàn)信息的采集與處理，依據(jù)信息確定故障。現(xiàn)階段的礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障判定中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)、模糊診斷技術(shù)、灰色系統(tǒng)診斷技術(shù)等都屬于智能診斷方式。

2 礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障的原因分析

2.1 噪聲與振動(dòng)引起的故障

通常情況下，液壓系統(tǒng)的噪聲與振動(dòng)故障，是因?yàn)槲凸苤羞M(jìn)入了空氣，從而油泵葉片就會(huì)逐漸被卡死，或柱泵塞會(huì)被卡死。油泵噪聲與振動(dòng)也可能是因?yàn)槁?lián)軸器松動(dòng)、油泵脈沖幅度過大所導(dǎo)致，在一些情況下，管道穩(wěn)固性不足、油液流動(dòng)速度過快也會(huì)引起異常振動(dòng)。當(dāng)?shù)V山機(jī)械設(shè)備處于振動(dòng)或者噪聲狀態(tài)下時(shí)，設(shè)備無法保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)，后續(xù)也可能會(huì)出現(xiàn)液壓故障。

2.2 液壓系統(tǒng)的安全措施不足

礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，為減少液壓故障的發(fā)生，在前期的工作中應(yīng)提前做好相應(yīng)的安全措施，為設(shè)備運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。顯然，許多礦山企業(yè)在設(shè)備運(yùn)行的過程中，并未做好安全防護(hù)，如在液壓系統(tǒng)卸壓時(shí)回路失靈，引發(fā)了設(shè)備事故。

2.3 系統(tǒng)壓力不足

礦山機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)，在運(yùn)行與使用的過程中為處于穩(wěn)定狀態(tài)，需將壓力控制在合理的范圍內(nèi)，一旦缺乏壓力控制，將會(huì)導(dǎo)致液壓故障。實(shí)際上，油泵溢流釀成的事故通常較大，如閥芯被卡死在開口、彈簧斷裂、阻尼孔阻塞、油路中的零部件磨損、閥內(nèi)泄漏、吸油管阻力偏大或者泄漏，這些現(xiàn)象都是因?yàn)閴毫Σ蛔闼鸬摹?/p>

2.4 工作部件作用力不合理

礦山機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)在實(shí)際的設(shè)備使用中，常常存在一些工作部件作用力不合理的情況，難以達(dá)到使用要求，如在液壓系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入了空氣，油缸荷載力在受到空氣壓縮后，無法保持均勻性，加劇了活塞桿的變形。此外，在前期安裝環(huán)節(jié)，相關(guān)人員未做好安裝管理，油缸的安裝位置不合適，再加上油缸回油腔背壓過小，導(dǎo)致活塞桿密封圈被壓得過緊或者溢流閥的壓力偏小，難以避免出現(xiàn)系統(tǒng)部件運(yùn)行不勻的現(xiàn)象，加劇了液壓故障的發(fā)生。

3 礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障類型與處理

3.1 噪聲問題

當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)了噪聲后，應(yīng)立即停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，組織專人對(duì)設(shè)備開展全面檢查。噪聲多為以下問題所導(dǎo)致。

3.1.1 零件松動(dòng)或者磨損

機(jī)械設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，其中的部分零部件將出現(xiàn)磨損問題，如果未及時(shí)處理這些磨損的零部件，設(shè)備將發(fā)出異常聲音，也就是噪聲。通常情況下，對(duì)于這種原因所引起的噪聲，處理相對(duì)簡單，只需要由技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，確定哪些零部件出現(xiàn)了松動(dòng)與磨損，如檢查后發(fā)現(xiàn)存在螺栓松動(dòng)的現(xiàn)象，需立即緊固螺絲；如果關(guān)鍵零部件的磨損嚴(yán)重不具有維修必要時(shí)，應(yīng)更換新的零部件。

3.1.2 液壓系統(tǒng)中進(jìn)入空氣

液壓系統(tǒng)中的空氣過多、空氣在設(shè)備中的流動(dòng)或者進(jìn)入供油系統(tǒng)，都將引起壓力的波動(dòng)，引發(fā)設(shè)備噪聲。氣體對(duì)設(shè)備運(yùn)行存在著直接的影響，其中，最突出的影響就是氣體的存在會(huì)使設(shè)備的運(yùn)動(dòng)不勻，氣穴的產(chǎn)生就是因?yàn)榭諝膺M(jìn)入，針對(duì)這一方面的問題，具體處理時(shí)應(yīng)進(jìn)行排氣，隨后對(duì)密封裝置進(jìn)行檢查，如果密封裝置存在故障，要立即修復(fù)，檢查是否有空氣進(jìn)入泵內(nèi)。

3.2 牽引力故障

礦山機(jī)械設(shè)備的液壓故障中，牽引力故障的出現(xiàn)頻率也相對(duì)較高，這一故障主要是因?yàn)樵谠O(shè)備使用的過程中主油路的壓力過小所引起。如果在礦山作業(yè)的過程中發(fā)現(xiàn)了這一方面的故障，需安排專人進(jìn)行液壓系統(tǒng)的檢查，判定系統(tǒng)是否出現(xiàn)了漏油問題，如果存在漏油現(xiàn)象，需立即更換相應(yīng)的元件，組織維修作業(yè)。但如果液壓系統(tǒng)的漏油現(xiàn)象相對(duì)嚴(yán)重，應(yīng)更換主油泵，但如果是油泵冷卻系統(tǒng)存在問題，需對(duì)冷卻水含水量進(jìn)行控制，隨后再調(diào)整安全閥，為液壓系統(tǒng)的運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。

3.3 液壓泵球頭松動(dòng)故障

礦山機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，關(guān)鍵部位發(fā)生異常的情況下，液壓故障難以避免。液壓泵也經(jīng)常出現(xiàn)故障，這一故障主要是因?yàn)樵谥谱鳝h(huán)節(jié)，未嚴(yán)格控制制作誤差，導(dǎo)致后續(xù)液壓泵使用中受到了巨大的壓力沖擊，塞球頭與球窩之間變形嚴(yán)重，球頭與球窩之間的空隙較大，球頭發(fā)生松動(dòng)。針對(duì)這一方面的問題，需由專人開展故障檢查，排除故障，也可直接在液壓泵出口位置設(shè)置振動(dòng)傳感器，由傳感器采集信息，監(jiān)控球頭是否出現(xiàn)了松動(dòng)的問題。

3.4 油泵故障

3.4.1 不正常供油

液壓系統(tǒng)的油泵故障中，供油方面的問題較為突出，主要表現(xiàn)為供油少和不供油兩種情況，當(dāng)在機(jī)械設(shè)備使用中出現(xiàn)了這一方面的問題時(shí)，可能是因?yàn)楣┯凸芏氯⒂拖溆臀贿^低、油黏度過大所導(dǎo)致。針對(duì)此類故障，在實(shí)際的處理中需檢查油管，判定油管是否堵塞，如果有堵塞問題，需清理堵塞物并更換油管；檢查油位是否符合要求，如果油位偏低，則在其中加入適量油；檢查油的黏度，如果黏度偏高，需將油排出再加入低濃度油。礦山機(jī)械作業(yè)過程中，如果為單向泵，不正常供油也有可能是轉(zhuǎn)向問題所導(dǎo)致，后續(xù)故障處理時(shí)，只需要進(jìn)行位置調(diào)整即可。機(jī)械設(shè)備的使用中，電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障也會(huì)引起供油異常，電動(dòng)機(jī)故障多表現(xiàn)為電路系統(tǒng)的故障，此時(shí)將無法正常供電；電動(dòng)機(jī)過載、過熱引起的跳閘。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)故障，需及時(shí)排查與處理。

3.4.2 油溫過高故障

機(jī)械設(shè)備的使用中，油溫過高也是液壓故障的重要表現(xiàn)，在這一故障的處理上，需檢查油的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，當(dāng)油質(zhì)不達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)更換高質(zhì)量油；檢查壓力值是否符合要求，將此參數(shù)調(diào)整到正常條件下。礦山機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行中，很多因素都會(huì)引起油溫過高的情況，故障排查階段，需針對(duì)可能影響油溫的部件，如冷卻設(shè)備、壓力繼電器、溢流閥、卸荷閥等，實(shí)施全面檢查，排除故障。結(jié)合礦山機(jī)械設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)，液壓油的正常溫度為30～50℃，一旦溫度超過60℃，就意味著油溫過高，后續(xù)將引起油箱損壞、漏油等更突出的問題，不僅影響設(shè)備本身的運(yùn)行，也會(huì)影響其他設(shè)備。因此，在礦山機(jī)械設(shè)備的使用中，需密切關(guān)注液壓油的溫度，出現(xiàn)溫度異常時(shí)，及時(shí)調(diào)整。

3.5 液壓的外部故障

3.5.1 小波信號(hào)消噪處理法

礦山機(jī)械設(shè)備的液壓故障，也表現(xiàn)為外部故障，各種機(jī)械設(shè)備在礦山作業(yè)中處于惡劣的條件下，環(huán)境因素影響了設(shè)備運(yùn)行，導(dǎo)致礦山開采的效率、產(chǎn)量等都受到了影響。對(duì)泵出口位置實(shí)施信號(hào)檢測時(shí)，噪聲干擾會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確性，如信號(hào)頻譜分布較寬，波形呈不規(guī)律的變化狀態(tài)；波形起伏大，存在許多非平穩(wěn)性的變形現(xiàn)象。在故障處理中，可利用小波信號(hào)消噪處理法，實(shí)施階段信號(hào)的處理，通過分析信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)噪聲與信號(hào)的精準(zhǔn)識(shí)別。液壓的外部故障中，利用小波信號(hào)消噪方法，可提升故障的診斷水平。

3.5.2 信息融合故障診斷法

液壓的外部故障處理中，信號(hào)融合故障診斷法的應(yīng)用相對(duì)較多，這一方法在具體的應(yīng)用中，需配備新型設(shè)備，利用該設(shè)備實(shí)現(xiàn)故障信息的智能整合，最后對(duì)故障信息進(jìn)行準(zhǔn)確、精細(xì)分析與處理，做到故障的精準(zhǔn)識(shí)別、科學(xué)處理。一些礦山企業(yè)所配備的液壓設(shè)備，出口處的檢測能力偏低，經(jīng)常受到外部因素的干擾，檢測到的信號(hào)與實(shí)際存在偏差，如使用單個(gè)傳感器進(jìn)行信號(hào)檢測時(shí)，難以獲得有效的結(jié)果。通過信息融合故障檢測，能對(duì)壓力信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)實(shí)行專業(yè)化處理，得到更準(zhǔn)確、有效的故障信息，最后基于構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障檢測模型，實(shí)現(xiàn)故障準(zhǔn)確分析與有效處理。

4 礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障預(yù)防措施

4.1 對(duì)于機(jī)械設(shè)備要進(jìn)行定期檢查和保養(yǎng)

為有效減少礦山機(jī)械設(shè)備的液壓故障，在日常的工作中需重視設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)，定期開展檢查與保養(yǎng)工作。在礦山企業(yè)內(nèi)部，應(yīng)成立專門的礦山機(jī)械設(shè)備維修與保養(yǎng)部門，并配置專業(yè)的保養(yǎng)、維修人才，結(jié)合機(jī)械設(shè)備的使用頻次、強(qiáng)度，制定合理的檢查與保養(yǎng)方案，如對(duì)于長時(shí)間、高強(qiáng)度使用的設(shè)備，需縮短檢查與保養(yǎng)周期，每間隔一小段時(shí)間，就要安排專人進(jìn)行設(shè)備的全面檢查，并做好除塵等保養(yǎng)工作。

在礦山企業(yè)內(nèi)部，也需要針對(duì)機(jī)械設(shè)備，制定完善的設(shè)備檢查、保養(yǎng)與維護(hù)制度，在該制度中明確規(guī)定機(jī)械設(shè)備的檢查、保養(yǎng)與維護(hù)要點(diǎn)，以此為相關(guān)部門、崗位人員的工作提供指導(dǎo)。

4.2 提高相關(guān)工作人員的職業(yè)素質(zhì)

礦山企業(yè)中的機(jī)械設(shè)備液壓故障，有時(shí)是因?yàn)楣ぷ魅藛T的失誤所導(dǎo)致的，因此，為避免工作人員問題所引發(fā)的液壓故障，需確保相關(guān)崗位人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)，定期開展培訓(xùn)活動(dòng)，講解關(guān)于機(jī)械設(shè)備的操作、維修等工作要點(diǎn)與注意事項(xiàng)，提高工作人員的專業(yè)素質(zhì)。而且，培訓(xùn)的內(nèi)容不能局限于操作、使用方面，也需要傳授一些關(guān)于設(shè)備保養(yǎng)、保護(hù)等方面的措施，讓每個(gè)崗位人員都可以各司其職，嚴(yán)格遵守設(shè)備操作的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不同崗位人員之間需針對(duì)機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)、檢查、維護(hù)、操作，做好相互之間的配合，確保機(jī)械設(shè)備能穩(wěn)定、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

5 結(jié)語

現(xiàn)階段的礦山企業(yè)中，基本上實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，機(jī)械設(shè)備在礦山開采作業(yè)中的作用突出。但許多礦山企業(yè)中，頻繁出現(xiàn)液壓故障，影響了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，由于液壓故障的表現(xiàn)各有不同、原因多樣，未來需加大液壓故障的識(shí)別、處理創(chuàng)新，確保做到對(duì)各種故障的科學(xué)處理。