矿山设备故障诊断技术研究

引言 ：设备与系统的状态检测及故障诊断 的研究和 应用，开始于６ 年代航天和核工业部门的机械设备与系 ０ 统的故障预防 ，以后推广到其他工业的生产和开发技术 中。随着计算机和电子技术的迅速发展 ，也促进 了矿山 工业生产技术的现代化 ，生产装备不断 向着大型化 、高 速化 、连续化和 自动化方 向。 矿 山机械设备的突发性故障率高 、停机损失大、维 修费用高、维修周期长等问题 ，成为困扰企业的突出问 题 。如何应用现 代故障诊断技术建立设 备故障预警制 度，是摆在企业面前的一个主要课题 。下面笔者结合 自 身工作经历，进行具体的阐述 ，以供同行探讨。 故障产 生原 因 矿 山设备的种类繁 多，包括运输设备 、输送设备 、 钻探设备等 ，绝大部分设备工作环境较为恶劣 。设备故 障率较高 。设备故障发生的原因是 多方面的，主要有以 下几种类型。 Ｉ 、配合关 系发生变化造成机械零件的损坏 。当机 械发生某种故障后 ，从故障部位进行外部观察 ，我们会 发现 ，故障的形成主要是 由于零件本身的损伤以及零件 之间原有配合关 系发生 了变化。零件的损伤是指零件的 现有尺寸 、形态偏离了原始设计性能 ，这种偏离表示机 械在使用过程中，各种因素对零件发生作用的结果 。常 见的零件损伤是 由于意外损伤和老化损伤造成的。 ２ 、设备超负荷运转 。每台设备都有一个设计输 出 参数极限 ，如果设备的实际输 出参数超 出其设计输出极 限时，机械的正常状态将遭到破坏形成故障。产生设备 超负荷运转而 引起故障时 ，就需要采取调整技术参数， 提高设备承载能力，并对故障设备采取修 复措施。 ３ 、机械工作能力的损耗。机械 工作能 力的损耗是 随着时间的推移 ，在机械内、外因影 响下 ，机械综和能 力的损耗。主要有以下原因：一是机件配合间隙增大 ， 刚性下降 ；二是部件磨损和老化 ；三是摩擦系数增大， 负荷增加以及磨损等原因造成发热量增大 ；四是机械的 主要联接副和部件发生磨损 、扭 曲变形等 。 二 通过现 代技术手段进行设备故障诊断 １ 、振 动检测技术。振动检测 系统可通过对机械振
电力与能源
矿山设备故障诊断技术研究
文／ 高振军
摘 要 ：目前 ，我 国矿山设备的种类繁 多，特别是从２ ０ 年起 ，随 着 引进设 备的增 多及新技术 ，新装备 的 ００ 使 用，使矿 山设备 向大型化 自动化、高精度 高效率方 向发展 。本文 笔者重 点阐述 了机械设备 故障诊断的理 论 ，实施方法，仪 器和典型零件的应 用等 内容。 关键词 ：设备 ；故障诊断 ；检 测； 中图分类号 ：Ｔ ２６ ３ Ｐ ０ ＋． 文献标识码 ：Ｂ 文章编号 ：１ ０ — １６（ ０ ０ １ （） ０ ８一Ｏ ０ ９ ９ ６ ２ １ ）ｏ ７ｃ一 １２ ｌ
一
尺寸缺陷。对于封闭结构内部零件可采用工业用 内窥镜 进行观察、检测 ，如对发动机的汽缸壁及汽缸盖 、气门
的检测。
４ 、射线探伤检测 。射线探伤有ｘ射线 ｖ射线和 中 子 射 线 等 探测 方 法 。该 方 法对 于 探 测设 备 内 部立 体 缺 陷 具有重要意义。缺 点是当裂纹面与射线近于垂直时则难 于探测出来 。对微小裂纹的探测灵敏度较低。 目前在矿 山使用较普遍的射线探测方法有照相法 、电离检测法、
一
。
动信 号 的拾 取 、放 大 ，显示 振 动 的峰 值 ，以 了解机 械 的 振动状态。主要设备有测振用传感器、放大器等 。 ２ 、音响检测技术 。现 代音 响检测技术是通过对声 波的声速、波长、周期、频率及声压的测量、监测和判 断设备的声波变化，对设备故障实施诊断。主要设备为 噪声测量仪。 ３ 目视一光学测量技术 。对外露结构可采用放大 、 镜与显微镜进行检测 ，以观察零件表面上反差较强的大 二 矿
６ 、磁粉探伤检测 。磁粉探伤检测法根据探测磁场 中磁迹痕迹 ，判断缺陷的实际形态 。适用于各种形态的 钢铁机件 ，快速发现裂纹、气孔、夹杂等事 故隐患。 ７ 、温度诊断技术 。通过机械设备温度变化 ，可以 查找机件缺陷和诊断各种由热应力 引起 的故障。温度诊 断是以温度、温差、温度场、热象等热学参数为检测对 象。检测仪器主要有温度计、热电偶等。 ８ 、油液污 染 度检测 。在 各种 油箱 、油缸 、管 路 中，固体颗粒状污染物是造成机件磨损、刮伤、卡死 、 堵塞的主要原 因。椐统计 ，７％以上的液压设备故障是 ０ 由于 固体颗粒物污染造成的。所以 ，油液污染物的测定 是预防机件破坏的有效途径。目前常用的测定方法有称
重 法 、计 数 法 、光 测 法 、 电测 法和 淤 积 法等 。 ９ 、气体污 染监测技术 。在机械 设备 的故障形成过
程 中或故障形成后产生的气体污染是故障判断的来源之
通 过 对这 类气 体 的 监测 ，可 及时 发 现和 避 免 设 备的 故障发生 。气体污染监测主要用于电气故障 、发动机故 障及空压机故障的监测，主要仪器有气体红外分析仪和 气 相 色谱 仪等 。 结束语 ： 目前我国故障诊断技术 已经实现 了信号处 理的时频域分析 ，使信号处理技术登上 了新的台阶。分 形几何，在信号处理中显示 了其特殊的功能 。还有人工 神经网络理论等 ，都开拓 了新 的故障诊断系统 。 现代化故障诊断技术对机 器设备的应用 ，对机械运 行时 的监测和诊断 ，能够及时的发现机器的故障信 息， 并同时第一时 间进行强修 ，从而避免 了人员的死亡和设 备的经济损失 ，并保证 了有利的生产。 作者单位 ：国投新 集 （ 团）股份 有限 公 司新集 集
、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
荧光屏观察法等。比较先进的方法还有计算机层析照相 等。 ５ 、超 声波探伤检测 。超 声波探伤是利用超 声波射 入被检物 ，由被检物内部缺陷处反射 回来的伤波来判断 缺陷的存在、位置 、性 质及大小。缺点是检测时有一定 的近场盲区 ，检测结果不能记录。超声波检测是用探伤
仪进 行 的 。