導(dǎo)語(yǔ)：在礦山機(jī)械設(shè)備維修技術(shù)研究的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。

1礦山機(jī)械設(shè)備故障原因

礦山機(jī)械是指應(yīng)用于選礦、采礦、探礦的機(jī)械，包括鑿巖機(jī)、鉆車、礦車、挖掘機(jī)等，礦山機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期在粉塵、噪聲、高溫、滑坡、地面塌陷等惡劣的工作環(huán)境下運(yùn)行，設(shè)備損耗比其他設(shè)備高[3]。為了追求經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承、齒輪、鉆頭等零件會(huì)產(chǎn)生磨損、疲勞、斷裂、老化等形式的失效，使零件之間的配合關(guān)系發(fā)生變化，造成設(shè)備故障[4]。此外，在設(shè)備安裝、使用、維修、拆卸過(guò)程中未按照規(guī)范和流程操作，如未及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油，使設(shè)備的零部件受到損壞，縮短使用壽命。在對(duì)礦山設(shè)備進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)存在設(shè)計(jì)缺陷，未考慮到生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際情況，一旦在某些特定環(huán)境下工作也可能導(dǎo)致故障發(fā)生。

2故障診斷技術(shù)概述

故障診斷技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)及人工智能技術(shù)，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)所處的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行故障識(shí)別，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)分析其產(chǎn)生的原因和部位，并進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)的技術(shù)[5]。故障診斷一般由以下幾個(gè)主要工作環(huán)節(jié)組成：①確立運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容。設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多狀態(tài)的數(shù)據(jù)，如振動(dòng)信號(hào)、溫度、輸出參數(shù)等，如對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)設(shè)備處于故障狀態(tài)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)某個(gè)參數(shù)異常[6]。根據(jù)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的結(jié)構(gòu)及現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備條件等因素確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容，包括確立監(jiān)測(cè)方式、監(jiān)測(cè)部位、監(jiān)測(cè)參數(shù)等方面的內(nèi)容。②建立測(cè)試系統(tǒng)。根據(jù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容選取傳感器及其配套設(shè)施，組成測(cè)試系統(tǒng)，用以收集故障診斷所需信息。建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)精確反映性能狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，并能直觀反映設(shè)備的運(yùn)行狀況，所建立的模型能對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)故障的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)判[7]。③測(cè)試、分析及信息提取。利用振動(dòng)、溫度、壓力等傳感器進(jìn)行信號(hào)采集，并通過(guò)濾波、異常數(shù)據(jù)的剔除、各種分析計(jì)算等手段進(jìn)行信號(hào)的特征提取，從有限的信號(hào)中獲得盡可能多的關(guān)于被診斷對(duì)象狀態(tài)的有用信息[8]。④狀態(tài)監(jiān)測(cè)、判斷及預(yù)報(bào)。對(duì)提取的特征信號(hào)進(jìn)行分析和研究，并將其與設(shè)備運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，判斷被診斷對(duì)象的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)設(shè)備故障的發(fā)展和零部件的壽命進(jìn)行預(yù)報(bào)[9]。

3礦山機(jī)機(jī)械設(shè)備故障診斷的主要技術(shù)類別

3.1主觀診斷技術(shù)

主觀診斷技術(shù)是指由設(shè)備維修人員憑借對(duì)設(shè)備的熟悉和對(duì)運(yùn)行環(huán)境的了解，依據(jù)豐富的檢測(cè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，借助自身的視覺(jué)、聽覺(jué)、直覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)及簡(jiǎn)便的檢測(cè)儀器，采用參數(shù)測(cè)量法、故障樹分析法、邏輯分析法等方法對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的故障進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)[10]。通過(guò)主觀診斷技術(shù)能快速確定故障發(fā)生的部位及原因，有效縮短設(shè)備維修時(shí)間，具有一定的實(shí)用價(jià)值。但主觀診斷技術(shù)對(duì)維修人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求較高，既要有扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ)，又要有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還要保持終身學(xué)習(xí)的態(tài)度，不斷更新自身知識(shí)和技能。隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械設(shè)備的復(fù)雜程度逐漸增加，一個(gè)位置的狀態(tài)變化會(huì)影響機(jī)械設(shè)備整體的性能，采用主觀診斷技術(shù)可能存在偏差，難以達(dá)到精確的診斷效果。

3.2儀器診斷技術(shù)

儀器診斷技術(shù)是指維修人員在機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后，結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行情況，利用儀器采集設(shè)備振動(dòng)、溫度等數(shù)據(jù)，借助計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和運(yùn)算，由部分顯像設(shè)備進(jìn)行體現(xiàn)，明確故障位置、類型、頻率及發(fā)展趨勢(shì)[11]。儀器診斷技術(shù)比主觀診斷技術(shù)具有更高的精準(zhǔn)度。隨著科技的進(jìn)步，各種診斷儀器的功能更加完善，可實(shí)現(xiàn)故障診斷的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，能提高診斷精度和效率，降低礦山機(jī)械設(shè)備在使用中發(fā)生故障的概率，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。

3.3智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，對(duì)機(jī)電設(shè)備故障信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)采集，采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法及專家系統(tǒng)等對(duì)采集的故障信號(hào)進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而進(jìn)行判斷機(jī)電設(shè)備的故障[12]。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是利用虛擬人類大腦的組織性和適應(yīng)性形成記憶和學(xué)習(xí)功能，從而精確診斷出設(shè)備的故障。模數(shù)算法是收集設(shè)備數(shù)據(jù)并建模，然后進(jìn)行故障形成的模擬，對(duì)故障成因進(jìn)行分析和矩陣排列，從而確認(rèn)故障部位和類型。專家系統(tǒng)是將搜集的故障類型建立故障類型數(shù)據(jù)庫(kù)，然后模擬專家思維，進(jìn)行技術(shù)建模和故障診斷。

4礦山機(jī)械設(shè)備維修中的故障診斷技術(shù)

4.1振動(dòng)診斷技術(shù)

礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)造成設(shè)備的振動(dòng)，設(shè)備啟動(dòng)的加速度、運(yùn)行速度和產(chǎn)生的位移等振動(dòng)參數(shù)能反映設(shè)備的工作狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)了變形、磨損、裂紋等損傷或零件裝配間隙增大等問(wèn)題時(shí)，往往造成振動(dòng)能量的增加。因此采用振動(dòng)診斷技術(shù)，以機(jī)械系統(tǒng)在某種激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)作為診斷信息的來(lái)源，利用在軸承、齒輪等零件相應(yīng)的部位安裝的振動(dòng)傳感器進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，獲得較為全面的振動(dòng)參量，輸出位移變化曲線圖和頻譜圖，并對(duì)其進(jìn)行分析處理，從而判斷機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，診斷機(jī)械設(shè)備的故障部位、故障程度以及故障原因[13]。振動(dòng)診斷技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并形成直觀的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，反映機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中的動(dòng)態(tài)特征。

4.2溫度診斷技術(shù)

溫度是表征機(jī)械設(shè)備故障情況的重要指標(biāo)，當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、潤(rùn)滑不良、零件老化造成設(shè)備異常磨損、液壓系統(tǒng)油液質(zhì)量惡化、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管阻塞等故障都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備相應(yīng)部位溫度升高。溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致機(jī)械零件硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能降低，甚至造成零件燒損，礦山機(jī)械設(shè)備的軸承就經(jīng)常因高溫而燒壞。溫度診斷技術(shù)是通過(guò)檢測(cè)溫度目標(biāo)、溫度場(chǎng)、溫度輻射和熱圖像來(lái)測(cè)量機(jī)械設(shè)備溫度的技術(shù)，紅外熱像儀把物體發(fā)射的紅外輻射能量搜集起來(lái)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、處理，并利用物體溫度與其輻射功率大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系顯示出物體溫度的測(cè)量結(jié)果，能實(shí)現(xiàn)非接觸、遠(yuǎn)距離測(cè)溫。

4.3油樣分析技術(shù)

為保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行，通常會(huì)應(yīng)用到潤(rùn)滑油、液壓油等油液。機(jī)械設(shè)備零件間摩擦而產(chǎn)生的磨損顆粒會(huì)進(jìn)入潤(rùn)滑油并隨其在機(jī)器中循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油中的磨粒成分、數(shù)量、形貌和大小進(jìn)行分析，可以判斷機(jī)械設(shè)備的磨損部位、磨損類型和磨損程度，常用的分析技術(shù)包括鐵譜分析法、光譜分析法和磁塞檢測(cè)法。液壓油主要應(yīng)用于礦山機(jī)械設(shè)備的液壓支架的工作中，主要有傳力、潤(rùn)滑、防腐、防銹等作用。當(dāng)液壓油黏度降低時(shí)，會(huì)造成液壓系統(tǒng)泄漏量增加，潤(rùn)滑性能變差，加劇零件磨損。當(dāng)液壓油中磨粒含量超標(biāo)時(shí)，易導(dǎo)致液壓管道堵塞，要利用傳感器采集油液黏度、金屬顆粒含量等參數(shù)并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證礦山機(jī)械設(shè)備運(yùn)行需求。

4.4無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

礦山機(jī)械設(shè)備的液壓桿件、電機(jī)軸承、傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪等部件承受較大的載荷，易產(chǎn)生裂紋等損傷，并隨著設(shè)備使用壽命增加而惡化，因此要對(duì)缺陷進(jìn)行早期診斷和處理。無(wú)損檢測(cè)是在不損壞零件未來(lái)使用性能的前提下，利用聲、光、電、磁等特性分析檢測(cè)信號(hào)，對(duì)其內(nèi)部損傷進(jìn)行探測(cè)的技術(shù)，包括超聲波檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法，其中超聲波檢測(cè)和射線檢測(cè)運(yùn)用最廣。超聲波檢測(cè)利用探頭接收從缺陷處反射或穿透的超聲波，并根據(jù)反射波或投射波的時(shí)延或衰減情況獲得設(shè)備零件內(nèi)部缺陷位置、大小和性質(zhì)等方面信息。射線檢測(cè)技術(shù)通過(guò)X射線、α射線、β射線、γ射線、電子射線和中子射線等檢測(cè)射線透過(guò)被檢物體后的強(qiáng)度的差異，對(duì)設(shè)備零件中的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

5礦山機(jī)械設(shè)備的維護(hù)策略

5.1完善設(shè)備維修制度

礦山機(jī)械設(shè)備的使用效率和運(yùn)行安全需要健全的制度的保障，要制定設(shè)備操作、維修和保養(yǎng)的規(guī)程，組建檢測(cè)小組，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢查，分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，判斷是否存在故障，分析故障原因，明確維修重點(diǎn)。實(shí)行專人、專時(shí)、專機(jī)的制度，將責(zé)任落實(shí)到人，提高技術(shù)人員責(zé)任心，防止因操作或保養(yǎng)不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備故障。建立智能化的礦山機(jī)械設(shè)備管理體系，對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備建立檔案資料，對(duì)設(shè)備運(yùn)行檢修情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和動(dòng)態(tài)管理。制定監(jiān)督考評(píng)機(jī)制，要求設(shè)備者操作上崗之前必須進(jìn)行技能培訓(xùn)和專業(yè)考核，對(duì)其在機(jī)械設(shè)備操作、運(yùn)維中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)估并制定獎(jiǎng)懲措施。

5.2重視礦山機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)

落實(shí)三級(jí)保養(yǎng)制度，通過(guò)擦拭、潤(rùn)滑、調(diào)整等方式對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)，使設(shè)備保持良好技術(shù)狀態(tài)，延長(zhǎng)使用壽命。三級(jí)保養(yǎng)制度的內(nèi)容如下：①設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)。主要包括日常對(duì)液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、操縱傳動(dòng)系統(tǒng)等部位進(jìn)行的維護(hù)保養(yǎng)。②一級(jí)保養(yǎng)。指以操作人員為主，維修人員為輔，按計(jì)劃對(duì)設(shè)備進(jìn)行局部拆卸和檢查。③二級(jí)保養(yǎng)。指設(shè)備操作人員協(xié)助維修人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行部分解體檢查和修理，對(duì)磨損件進(jìn)行更換或修理。

5.3提高設(shè)備操作與維護(hù)人員的素質(zhì)

隨著科技發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，礦山機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，技術(shù)水平越來(lái)越高，能實(shí)現(xiàn)更全面的選礦、采礦、探礦等功能，同時(shí)對(duì)技術(shù)人員在設(shè)備操作、維護(hù)和管理方面的能力和職業(yè)道德提出了更高的要求。企業(yè)要針對(duì)各種設(shè)備的特點(diǎn)和各個(gè)崗位的技術(shù)要求制定系統(tǒng)的培訓(xùn)計(jì)劃，邀請(qǐng)專家加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員的技能培訓(xùn)，使其熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)、操作、保養(yǎng)流程，掌握設(shè)備故障診斷和維修方法。組織員工參加職業(yè)技能競(jìng)賽，制定獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)員工積極提高技能水平。結(jié)合案例開展安全生產(chǎn)培訓(xùn)，培養(yǎng)員工職業(yè)責(zé)任感和科學(xué)的管理意識(shí)。

6小結(jié)

礦山機(jī)械設(shè)備由于工作環(huán)境惡劣、長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行、設(shè)計(jì)缺陷等原因?qū)е鹿收习l(fā)生，降低了設(shè)備生產(chǎn)效率，縮短了設(shè)備使用壽命，甚至造成安全事故。采用振動(dòng)診斷技術(shù)、溫度診斷技術(shù)、油樣分析技術(shù)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等手段進(jìn)行故障檢測(cè)，結(jié)合計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等技術(shù)，推動(dòng)故障診斷技術(shù)向著信息化、智能化方向發(fā)展。要完善設(shè)備維修與保養(yǎng)制度，制定操作、維護(hù)、管理規(guī)程，實(shí)行監(jiān)督考評(píng)機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)管理。加強(qiáng)對(duì)相關(guān)人員的技能培訓(xùn)，提高其技術(shù)水平和職業(yè)責(zé)任感。

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作者:李薇 單位:南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系