矿山机械设备维修故障诊断技术探索

张方泽 2021-01-21

摘要：随着我国矿产资源的不断开发，对矿山机械设备的需求量与日俱增。为保障矿山机械设备的长久有效运行，工作人员需要定期检修矿山机械设备，及早发现设备内部的故障问题，保障矿产资源开发工作的顺利进行。结合矿山机械设备故障诊断技术的工作步骤，介绍矿山机械设备维修中的故障诊断技术。

关键词：矿山机械；故障诊断技术；设备维修

1 故障诊断技术在矿山机械设备工作中的重要性

1.1 保障正常生产

对矿山机械设备进行定期检修，可以将矿山机械设备分为两种。一种是出现故障的矿山机械设备，另一种是正常状态的矿山机械设备。当矿山机械设备按照状态情况分组后，工作人员可以对出现故障的矿山机械设备，采取相应维修工作，使矿山机械设备能够满足矿产资源开采的需求，保障矿业工作正常生产[1]。

1.2 降低安全事故

我国矿产资源开采力度不断加大，矿业单位对矿山机械设备的需求逐渐提升。由于矿山机械设备价格较高，不少矿业单位为提升产量，使矿山机械设备长期处于超负荷的状态下运行。这种情况不仅影响矿山机械设备的工作效率，机械设备还会因过热导致某些故障问题，甚至引发安全事故，威胁矿业工作人员的生命安全。对矿山机械设备应用故障诊断技术，能够及时发现矿山机械设备的内部问题[2]。同时，停止出现故障问题的矿山机械设备生产，进行专业维修工作。在矿山机械设备检修过程中应用故障诊断技术，极大程度降低矿产资源开采过程中的风险，保障矿业工作人员的生命安全。

1.3 减少生产成本

矿山机械设备长时间处于超负荷状态运行，极易出现各种故障问题。如果不停止设备，使矿山机械设备处于超负荷状态。会加剧矿山机械设备的故障，大幅增加后期维修费用。利用故障诊断技术，能够在矿山机械设备故障初期，及时发现问题。将矿山机械设备的故障消除在萌芽之中，极大程度降低维修费用[3]。在矿产资源开采过程中利用故障诊断技术，还能够迅速发现矿山机械设备的故障问题，节约检修工作时间成本。使得矿山机械设备尽早恢复正常，投入到矿产资源开采工作。

1.4 降低噪声污染

当矿山机械设备出现故障时，通常会产生强烈的振动和巨大的机械噪声。不仅缩短矿山机械设备的使用年限，还会对矿业工作人员造成噪声污染，严重影响矿业工作人员身体健康。利用故障诊断技术，能够通过信息采集与分析等方法，去除掉机械设备内部的故障问题[4]，降低矿产开采过程中的噪声污染，保障矿业工作人员身体健康，促进矿业开采工作顺利进行。

2 矿山机械设备故障诊断技术的工作步骤

2.1 机械设备信息采集

对矿山机械设备的各项数据进行信息采集，是故障诊断技术的首个环节，也是矿业开采工作正常有序进行的重要因素。矿山机械设备进行信息采集的原理，主要是通过各种传感器采集矿山机械设备各部位的温度、振动幅度和压力等数据。这项工作能够为后续的维修工作提供数据参考，使工作人员更加清晰直观分析出矿山机械设备的故障种类，从而降低矿山机械设备检修工作的整体难度[5]。

2.2 机械设备特征提取

尽管利用传感器，能够采集到矿山机械设备运转时各部位的数据信息。但仍无法通过这些数据信息，直接判定矿山机械设备内部的故障问题。矿山机械设备信息采集工作结束后，工作人员需要整合汇总所有采集到的数据信息，并进行专业的数据分析。从而缩小矿山机械设备故障问题的范围，为下一步工作打下良好基础。

2.3 机械设备状态识别

虽然经过上述工作，检修人员已经缩小了矿山机械设备的故障问题范围。但是矿山机械设备中的许多故障问题都会出现同一症状，阻碍故障辨别工作。在这种情况下，检修人员可以结合数据分析结果与矿山机械设备的运行状况。与矿山机械设备故障数据库进行对比，使用排除法确定矿山机械设备具体故障，提高辨别故障问题的准确度[6]。

3 矿山机械设备维修中的常见故障诊断技术

3.1 油液参数实时监测技术

油液的正常输送对矿山机械设备的有序运行，起着至关重要的作用。矿山机械设备日常运行中，通常会使用到润滑油、液压油和动力油。每种油液用途各不相同，油液使用位置也有所差别。在矿山机械设备中使用润滑油，通常是为降低矿山机械设备运转时的摩擦力，提升矿山机械设备运转效率，延长矿山机械设备使用年限。液压油主要用在矿山机械设备的液压支架中，也能够起到降低摩擦和提升运转效率的作用[7]。相对于润滑油，液压油能够起到防腐和防锈的作用，极大程度避免矿山机械设备生锈。动力油能够为矿山机械设备的正常运转，提供强大动力支持，保障矿产资源开采工作顺利进行。油液参数实时监测技术，主要利用传感器采集油液的各项参数，保障油液质量满足矿山机械设备运行需求。采集分析油液各项参数，也能够发现矿山机械设备运转过程中的故障问题[8]。然后通过更换油液的品牌和种类，使矿山机械设备恢复正常，保障矿产资源有序开采。使用油液参数实时监测技术时，应注意根据油液种类，使用不同的传感器采集信息。采集油液参数时，应尽量保证数据采集的实时性和完整性。通过传感器的优势，对不同种类油液的含水量、黏度和金属含量等参数，进行全面完整的数据采集，为后续维修工作提供真实有效的数据参考。

3.2 机械设备损伤检测技术

在常年的矿产资源开采过程中，矿山机械设备的杆件内部通常出现不同程度的磨损。这种情况不仅影响矿产资源的正常开采，甚至会引发安全事故，严重阻碍我国矿业发展。为确保矿山机械设备正常运行，应对矿山机械设备杆件内部进行定期检查，及时发现并处理杆件内部的故障问题。矿山机械设备内部杆件出现焊接裂缝和轴承问题时，无法直接通过肉眼辨别，利用传统的仪器设备也无法检测到焊接裂缝情况。无损探伤技术成功解决了故障诊断的难题。通过超声波的特点及优势，能够及时发现轴承断裂和杆件断裂的情况，为矿山机械设备维修工作提供良好帮助。

3.3 机械振动幅度监测技术

矿山机械设备正常运转过程中会出现小幅度振动现象。矿山机械设备内部出现故障时，往往振动幅度会明显增大，振动频率也会有所改变。因此，在矿山机械设备检修工作中，通过传感器对振动幅度的监测，能够及时发现矿山机械设备的异常情况。在矿山机械设备中使用振动传感器，还能够对故障问题起到良好的预防工作。工作人员可以第一时间发现矿山机械设备出现问题，并采取相应措施，最大程度减少经济损失。使得矿业资源开采工作尽快恢复正常。

3.4 维修人员主观诊断技术

对矿山机械设备进行故障诊断，最常用的是维修人员的主观诊断技术。这种故障诊断技术比较原始，优点是速度快、成本低，在矿山机械设备检修工作中占据重要地位。维修人员的主观诊断技术，主要通过维修人员处理矿山机械设备故障问题的经验和自身的知识储备，辨别矿山机械设备运行时的异常情况，为故障问题的处理提供参考。在矿山机械设备检修工作中，使用主观诊断技术，需要维修人员对故障现象拥有多年丰富经验，并且保持终身学习的习惯。在日常工作和生活中，不断提升自身的实践能力和理论知识，确保准确有效辨别矿山机械设备故障问题。

3.5 数字化模型系统检测技术

数字化模型系统检测技术主要利用传感器与数字建模相结合，通过传感器采集各项数据，建立矿山机械设备模型。从而能够更加直观找出故障问题，使矿山机械设备维修工作更加便捷。虽然这项技术能够精准确定故障问题的种类，但运用该技术对工作人员的专业性要求较高。而且整体检测时间较长，影响矿产资源开采工作。

4 结语

故障诊断技术是矿山机械设备维修的前提，更是矿业开采工作的安全保障。使用故障诊断技术，能够通过信息采集和分析等步骤，明确分析出矿山机械设备内部故障问题。然后通过专业人员的维修工作，使矿山机械恢复正常使用，避免矿产资源开采过程中的安全事故。虽然故障诊断和维修的流程看似简单，但在实际工作中，仍有许多细节需要注意。在矿山机械设备故障诊断过程中稍有不慎，就可能导致故障诊断错误，严重影响后续维修工作。利用故障诊断技术，应结合矿山机械设备的运行状况，分析每种故障诊断技术的优缺点。从而进行科学合理的选择，使矿产资源开采工作能够顺利有序进行。

［1 ］张志宇，栗健，李频.矿山机械设备故障诊断技术［J］.湖北农机化，2020 （4 ）：96-97.

［2 ］刘慧彬.在煤矿机电设备维修当中故障检测诊断技术的使用［J］.中国石油和化工标准与质量，2019 ，39 （22 ）：49-50.