矿山机械设备维修的故障诊断技术

矿山机械设备维修的故障诊断技术

何加安

玉溪矿业有限公司   云南玉溪   653405

摘要：近年来，随着矿山开采机械化的逐渐普及，矿山机电设备故障频频发生，较常见的如采矿机齿轮传动系统故障、机电设备振动噪声较大、液压系统泄漏等故障。矿山生产系统涉及到的设备数量庞大且内部结构较为复杂，包括机械、电气和液压等设备的高度结合。如果在实际生产过程发生机电设备故障将会影响整个生产系统，导致矿山不得不停工检修，造成矿山的原矿产量下降，直接影响企业的经济效益。所以对矿山机电设备故障进行及时诊断并进行维修，对于保证矿山安全生产，保证每一位矿工的生命安全具有至关重要的作用。

关键词：矿山机械设备；维修；故障诊断技术；

引言

长期以来，中国制造业大而不强，资源消耗大、污染排放高。为转变经济发展方式，2015-05-08，国务院印发《中国制造2025》行动纲领，推动制造业由劳动密集型向技术密集型转变，发展智能制造。矿山在相当长时间仍将作为中国主体能源，在“中国制造2025”战略背景下，建设智慧矿山，进行智能开采是推动矿山产业发展的必由之路。由于矿山机械设备工作环境恶劣、长期超负荷运行，导致设备故障时有发生。采用计算机、人工智能、传感器、通信等技术进行智能化故障诊断是保障生产效率，降低安全事故的重要手段。

一、矿山机械设备维修中的故障诊断技术

（一）外部信息检测技术

矿山机电设备在实际运转过程中往往会产生不同的信息，设备的故障会表现为不同的特征。通过这些信息工作人员就可以分析设备的故障类型和主要的故障源。比如机电设备出现高温，表现为设备外部某个区域内的温度异常，通过测温仪就可以检测到异常温度，此时需要分析设备内部是否存在局部短路、润滑不良、散热效率低或者是由于内部液压油、润滑油没有得到及时更换而被污染，导致发热量增大或散热性能变差。通过简单的仪器仪表触摸机电设备外部就可以感知到的外部信息可以进行诊断，这是比较容易实现的诊断技术，如果凭人工诊断，受工人经验的影响较大。

（二）振动诊断技术

矿山机电设备的运转会造成设备的振动，设备启动的加速度、运行速度和产生的位移等振动参数能反映设备的工作状态。当设备出现了变形、磨损、裂纹等损伤或零件装配间隙增大等问题时，往往造成振动能量的增加。因此采用振动诊断技术，以机械系统在某种激励下的振动响应作为诊断信息的来源，利用在轴承、齿轮等零件相应的部位安装的振动传感器进行振动监测，获得较为全面的振动参量，输出位移变化曲线图和频谱图，并对其进行分析处理，从而判断机械设备的运行状态，诊断机械设备的故障部位、故障程度以及故障原因。振动诊断技术能够对设备进行实时监测并形成直观的数据分析报告，反映机械设备运行中的动态特征。

（三）无损检测技术

矿山机械设备的液压杆件、电机轴承、传动轴、传动齿轮等部件承受较大的载荷，易产生裂纹等损伤，并随着设备使用寿命增加而恶化，因此要对缺陷进行早期诊断和处理。无损检测是在不损坏零件未来使用性能的前提下，利用声、光、电、磁等特性分析检测信号，对其内部损伤进行探测的技术，包括超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测等方法，其中超声波检测和射线检测运用最广。超声波检测利用探头接收从缺陷处反射或穿透的超声波，并根据反射波或投射波的时延或衰减情况获得设备零件内部缺陷位置、大小和性质等方面信息。射线检测技术通过X射线、α射线、β射线、γ射线、电子射线和中子射线等检测射线透过被检物体后的强度的差异，对设备零件中的缺陷进行检测。

（四）先进光学检测方法

一般而言，对设备故障的检测主要是凭借设备表现出的物理信号，比如光、热、电、声音等，这些特征往往是设备故障直接表现形式。现有的故障检测方法仅仅是从某个点对设备进行检测，比如常见的ABM20掘锚机，往往是随机取点进行检测，最后通过对所有点的温度异常，判断设备内部的故障点可能的位置，需要重复进行监测和定位，需要的检测工人数量较多，耗时较长。利用光学传感监测技术，将接收到的设备表面的热红外线转变为视频信号，对于设备内部故障表现出的温度异常，直接实现全域监控，可以通过红外线热成像对外部温度进行全面监测，多点定位和故障诊断，设备故障可以及时得到处理。红外热成像技术可以有效对机电设备表面发出的红外热能进行采集，对比环境温度，对温度异常进行可视化显示，监测结果更加准确，减轻工人劳动强度。

二、矿山机械设备的维护策略

（一）对矿山设备及时维修和养护

矿山设备的管理人员应更加重视设备的维护，制定有效的维护计划，并对设备进行定期检查。设备故障，及时报修，请专业技术服务人员及时检查处理。在矿山设备的连续运行模式中，主要部件处于高负荷长时间运行状态，加速设备的老化和损坏，因此，在矿山设备的日常维护中，技术维护人员应重点关注易于磨损的部位，并做好设备的润滑工作。管理者应以矿山企业的实际生产活动为主要参考框架，有效了解矿山设备的消耗和磨损情况，制定适当、科学的矿山设备维护计划，认真做好维修工作，加强选矿设备的日常管理。加强预防性维护措施，强调管理者应认真了解设备磨损的具体情况，并在此基础上制定相应的维护计划，以有效减少因故障导致批量设备损坏的发生，降低设备引发安全事故的可能性，尽最大努力降低矿山设备的维护成本。

（二）矿山机电机械设备升级

矿产资源企业如果想制订长久发展战略规划，必须将重心放在学习优秀制造业生产核心技术，主动引入智能化的矿山生产机械设备，比如轨道传输检验、智能监控系统等智能化矿山开采机械设备；大功率的采矿机、变频调速电机设备；副井绳支撑力全自动平衡器等这种智能化的机电设备安裝在相对应的位置中，可以有效减少机电工程安全事故的产生概率。与此同时在引入机电设备的时候，要加强新技术应用管理、熟悉新工艺流程和新思想的引入和应用，特别是智能化计算机技术的引入和应用，进而加强目前机电设备的更新，将机电设备安全管理的数字化和智能化水准提升至新的高度。运用“互联网技术”和数据分析等前沿科技，搭建智能化机电设备安全管理方式，为矿产资源采掘给予最强的安全防范措施。

（三）制定矿山设备维修管理规章制度

矿业公司应建立完善的矿山设备维护管理体系，指导维护团队的维护工作，为维护工作的计划、实施和发展控制提供有力保障。确保维护人员严格按照系统要求操作和管理矿山设备，为矿山设备的正常运行提供稳定的后勤保障。此外，还应提高管理者的责任感。例如，可以改进等效责任制，使相关人员能够定期检查矿山设备的运行状态，及时发现设备运行中出现的问题和潜在安全风险。矿业企业也应尽快摒弃陈旧的管理人事制度，帮助矿产企业早日建设形成一支真正高素质化的企业技术和生产管理团队。同时，加强岗位员工的实践培训，提高他们的业务素质和业务技能，尽可能实现设备管理的全员性参加。对于矿山设备的维护，可以与其他公司进行技术交流和设备管理经验交流。为企业矿山设备管理创造良好的工作氛围，促进设备管理的有效发展。

结束语

综上所述，矿山行业电气化、机械化水平不断提高，机电设备逐步覆盖矿山生产管理的各个方面。如果机电设备出现故障，不能及时处理，将对矿山的生产秩序和效益产生负面影响。因此，矿业公司应积极建立先进的机电设备维修管理意识和制度，重视设备的日常检查，做好状态分析和故障排除，采取合理的方法避免故障风险，同时提高设备维修人员及管理人员的综合素质，提高岗位人员素质，要根据矿山生产要求、环境和市场变化趋势，做好机电设备的技术改造工作，进一步挖掘机电设备的价值。

参考文献

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