矿山机械设备故障诊断及维护保养策略

矿山机械设备故障诊断及维护保养策略
摘要：目前，在机械化时代的背景下，对机械设备提出了高标准的要求，尤其是矿山机械设备应用。

考虑到大部分矿山机械设备的应用环境以地下为主，其周围的环境比较噪音和恶劣，很可能会出现一些低洼不平的情况，这对于机械设备的损耗是比较大的，甚至会导致一些机械设备频繁发生故障。

这就给矿山企业的长期发展带来了很大的风险和隐患，所以，矿山企业要加强对机械设备的研究和改革，对机械设备的维修方式进行创新，保证机械设备可以按时投入使用。

关键词：矿山机械设备；维修；故障诊断技术
1.常见故障类型、成因及诊断方法
1.1.破碎机和掘进机的失效分析
（1）以煤矿掘进设备和煤矿采煤机为例，其中都设计有专门的液压系统。

液压油温度过高是液压系统中的典型故障，当液压油的温度超过70℃时，表明其油温超过安全阈值，由此会引发一系列新的问题，如液压系统的密封件受高温作用失效，造成系统漏油，最终连油泵也会受到严重的影响，造成这一现象的原因是破碎、掘进类设备在运行过程中遭遇坚硬的岩层，系统超负荷运行，另外，液压系统本身设计有专门的水冷循环系统，如果水路故障，就会导致降温措施失效，最终油温升高。

在诊断油温过热的问题时首先去检查冷水降温系统是否正常工作，水路是否通畅。

（2）掘进机、采煤机、凿岩机等大型机械设备上都存在轴承等传动设备，而机械设备的轴承在长期运行过程中可能因润滑失效、超负荷运行、啮合间隙过大、齿轮损坏等情况而出现明显的磨损。

一旦发现设备声音异常是由轴承所引起，需立即停止作业，拆开轴承检查其润滑、齿轮磨损等情况，如果磨损非常严重，直接更换即可。

（3）对于机械设备供电线路故障的问题，其检验诊断以及修复的难度都较小，修复时只需更换线路。

而系统中的电子设备中存在复杂的电路，因而电子元件的故障会非常复杂，此类故障的典型代表是电气PLC无输出，在大型矿山机械设备上通常设计有可编程控制器，用于实现设备自动控制，矿山掘进机械上的PLC故障主要原因是保护器输出异常、自动保护节点失效等。

此类故障的诊断需结合设备上的指示灯，有输出则正常无输出表示故障，PLC 元件故障后直接更换。

1.2.材料运输机械的失效分析
（1）矿山物料传输机械的主要动力是电机，其主要故障表现为轴承发热、声音异常、
无法启动或者启动后缓慢停转，这几种故障的具体成因也各不相同。

以轴承发热为例，电机
长时间高负荷运行、开采环境缺乏有效的通风散热方式等容易引发这一问题。

在诊断这一问
题时先检查输送机械上的矿石负荷是否超标，如无问题，再去观察矿井下的环境温度和通风
情况，判断是否需要增加通风。

再如电机无法启动常常是由电气系统故障、液力偶合器打滑
所引起。

（2）矿山传输机械在运送矿产资源的过程中需具备可靠的减速功能，而这一功能通常
是由集成在系统中的减速器来实现，减速器常见的故障为油温过高、齿轮啮合性差、轴承或
齿轮损耗等。

关于油温异常的情况可使用红外测温枪直接检测油箱温度，齿轮受损时经常发
出异响，轴承间隙大、啮合性差时会表现出功率不足的现象。

（3）带式输送机胶带跑偏的情况下可能会导致胶带受到额外的应力，严重时可将胶带
撕毁。

造成其跑偏的原因是托辊上存在异物、钢架变形、未设置防偏装置等。

在具体诊断时
需逐个排除托辊和钢架方面的故障。

有效的预防措施是在输送机上设置防偏传感器、控制箱
以及形成开关防偏保护装置。

另外，为了防止胶带在跑偏的情况下不被撕裂，矿用皮带输送
机上还可设置专门的防撕裂保护装置。

1.3.液压支护类机械设备故障分析
矿山开采环境存在工作面陷落、塌陷的风险，而液压支架可用于临时支护工作面，因而
这种设备在作业现场需承受较大的载荷。

其故障经常发生在立柱、支架、油管、液压元件等
结构上。

例如，液压支架倾斜与载荷过大有关，冒顶、超高回踩是造成液压支架倾斜的常见
原因。

立柱故障主要表现为无法自降、降速慢、乳化液外漏、截止阀开启程度不足或者根本
未打开。

液压支架上设计有数量较多的液压元件，典型的如截止阀、安全阀、过滤器、回油
断路器等。

有些元件存在电力电子特性，受损后难以修复，只能更换。

而安全阀、截止阀等
元件上设计有密封圈、阀垫、阀座等，密封件在长期的使用过程中会逐渐变形受损，导致液
压支架密封性失效，承载力严重下降。

使用过程中的自动下降常常与液压密封件失效有关。

2.矿山机械设备的维护保养策略
2.1.采掘机械的规范化操作，减少事故的发生
矿山机械设备类型众多，每一种设备都具有其特定的使用规范，矿山开采企业在日常工
作中应完全遵循相关的技术规范，这样可以在最大程度上降低矿山机械设备发生故障的概率。

从实际情况来看，大量的设备故障是由使用不当所引起的。

以矿山掘进机械为例，该设备在使用时要求设置内喷雾装置，当掘进机作业时由水雾润湿掘进作业面，降低粉尘对机械设备以及巷道内空气的污染。

但是在实际工作中会出现喷雾装置压力不足、水流量过小的问题，由此就造成了掘进作业面粉尘污染严重。

2.2.加强对设备的日常巡查，及早发现安全隐患
日常的各项检查工作是矿山企业掌握设备运行状态、发现设备隐患并及时组织保养的重要途径，矿山企业应根据不同机械设备的特点和工作原理制定出系统的检查表，对于每天都要例行检查的内容严格执行。

为了确保人员安全，现代化的矿山机械设备经常采用远程遥控的方式来管理，设备上自带的各种传感器为矿山企业监控设备运行状态以及发现设备隐患提供了数据上的支撑。

日常的设备检查需重点关注机械设备是否出现异常振动、噪声、运行温度过高、行走无力、性能下降等情况。

矿山机械设备日常检查体现出事前控制的思想，故障隐患在发展的初期阶段最容易处理，并且其处理的成本在此时也是最小的，一旦其发展到较为严重的程度，大多只能换新，成本将大幅上升。

2.3.定期保养增强机械装备的稳定性
矿山生产环境中存在粉尘、碎屑、泥浆、渗水等各种污染设备的因素，矿山机械设备在长期的运行过程中一定会黏附上各种类型的污染物，因而定期或者不定期的保养对设备安全运行至关重要。

矿山设备内部的轴承、齿轮、液压系统密封圈、密封垫等都属于容易磨损的结构，需定期检查和保养，如在机械传动装置内添加润滑剂。

以矿山刮板运输机为例，该设备在使用过程中要定期清理表面、缝隙以及啮合部位的煤矸石和积水，否则其正常运行将受到干扰，相关企业要结合设备使用情况总结出保养的时间间隔、保养的具体内容。

除了定期的保养工作，不定期的养护也是非常重要的管理措施，因为矿山开采环境存在突发性因素，如突然的透水，这些突发因素的初期发展阶段往往处于不受控的状态，会直接作用在机械设备上，待问题处理之后要及时检查保养机械设备，消除隐患。

3.结束语
综上所述，矿山机械设备在开采与生产中起到了很大的作用，但由于其在运行中经常会出现各种故障，严重时还会引起安全事故。

随着国家对煤炭资源的合理开发利用，煤炭资源的使用范围和数量也在逐渐扩大，要想更好地保障煤炭开采、生产等工人的安全问题，就一定要对煤炭机械设备展开定期的运行维护，并对其进行故障诊断，这也是确保煤炭开采工作可以圆满完成的一个重要先决条件，因此，对矿山机械设备进行运行维护和故障诊断具有其重要性和必要性，而对这些设备进行具体的深入分析和研究，也更有利于煤矿资源的稳定生产和长远发展。

参考文献
[1]杜景扬.矿山机械设备故障特点及维修养护策略[J].现代矿业,2020,36(10):144-145.
[2]卜繁刚.矿山机械设备故障诊断与监测方法研究[J].世界有色金属,2020,(18):43-44.。