矿山机械设备液压故障处理分析

齐庆国

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

现阶段，液压传动在矿山机械中得到了广泛的应用，已由最初转向和工作装置转变成当前行走、制动与操作系统控制等方面，几乎是随处可见。对于矿山开采而言，此项工作的环境极为恶劣，通过专业机械装置开展作业必不可少，而其中使用最为广泛且受欢迎度最高的应为液压装置。虽然此类装置有着诸多优点，但是极易出现故障也是其最大的缺点，因为导致故障的原因较多，因此一旦出现问题便会对作业进度产生影响，如果问题过于严重还会造成一定经济损失。相较于其它装置，液压设备内部结构十分独特，因此维修难度极高，而这也就给设备处理带来了更大的挑战，按照故障形成原因进行具体分析，从而为相关故障解决提供有力依据极为关键。

1 故障定义以及诊断原理

1.1 故障的定义

当设备处于正常工作状态时矿山机械装置并不会产生任何问题，并且也不会对正常且安全的生产产生影响，其所具有的作用也会得到充分发挥，不会导致额外经济损失；而设备存在异常情况通常是指机械装置在工作过程中，因为设备内部某一结构发生损坏或问题，进而对机械设备正常运转产生影响，并让设备缺陷被进一步放大，并导致机械设备应用性能无法充分发挥，问题不断恶化，然而机械设备依旧可以使用；不同于前者，故障即机械设备内部结构缺陷造成的影响不断扩大，最终导致机械设备无法正常运转，设备性能以及功能处于基本瘫痪状态[1]。然而由于检测和故障一般发生在设备未停机的基础上，因此出现的故障大多将状态信号当做依据。

1.2 诊断依据

在对矿山机械设备液压故障进行诊断时主要是根据以下原理进行判断。首先是设备状态的监测，此环节主要是监测和设备工作相关的状态信息；其次是特征的提取。该环节需要由设备工作状态信号之中寻找并提取出与故障有一定关系的特征信息；再次是故障的诊断，所谓故障诊断就是要通过先前收集到的信息，借助其它补充测试来确定故障出现的具体位置；最后是决策，按照设备故障的特点与趋势来做出对应的解决措施。当机械设备处于正常工作状态时会产生大量信息，而一旦它的功能产生了异常信息，那么便可以借助专业检测装置来进行分析与诊断，进而对可能出现的故障进行及时预测和维修。

2 常见液压故障出现的原因分析

2.1 机械设备无法提供充足的压力

倘若出现油泵溢流问题，那么很有可能会导致严重的安全事故发生，同时还会造成阀芯卡死与开口处、弹簧断裂甚至是阻尼孔阻塞等问题。而如果液压油路之中的零件磨损过于严重、部分阀内泄漏情况过于严重、过大的吸油管阻力、小孔或管道发生堵塞、吸油管破损等均会造成系统压力不够等现象出现。

2.2 液压设备的运动部位整体运动过于缓慢甚至不动

导致这一问题出现的原因大多是液压杆件出现损坏，另外液压油中的杂质过大、液压控制系统内压力阀无效、供油系统出现故障等均会使得液压设备内部运动部件运动过慢甚至是不动[2]。

2.3 油箱内部油温偏高

在液压系统工作过程中如果发生了泄漏问题那么往往会为企业带去极为严重的经济巡视，而如果无法对油箱做良好的疏通与散热处理，便会造成内部油粘度偏大。在上述情况下，系统进行卸压作业时回路动作极易发生失灵或者缺少卸压措施等问题，从而对系统造成十分严重的不可逆损坏，因此必须要保证油箱内的油温处于60℃以下。

2.4 液压系统发生剧烈振动

如果液压系统的振动过于激烈，这极有可能是因为局部漏气所致，局部漏气会使得液压流速失去稳定性，而液压油流量大幅波动会让机械零部件的磨损速度因为振动得到进一步加快，最终使设备使用周期出现大幅缩减。

3 矿山机械设备液压故障诊断及确认方案

如果液压系统产生了故障，便需要借助专业手段或经验来对造成故障的原因做精准诊断，从而为液压系统维修提供一定便利。因为液压系统内部零部件数量较多，所以判别难度相对较高，目前主要借助以下几种方式来识别液压系统产生的故障。

3.1 通过人工智能技术进行诊断

随着科学技术不断发展，当前是信息时代也是人工智能的时代。通过电脑来模拟人类思维的过程和与之对应的行为，把规模宏大的项目时间经验进行有序整合，利用对比的方式来对故障具体原因进行判断。当使用人工智能进行诊断时往往会和模糊数学进行有效结合，从而让它运行的过程无限趋近于人类正常思维，借此能够给故障发生原因和解决方案提供一定帮助。然而此类诊断技术无法单独应用，需要由现场施工的工作人员和实际情况共同作用，才可以展现出最佳效果。

3.2 通过经验进行诊断

就长期的实践结果来看，经验法对于诊断液压系统故障效果极为显著，借助观察与分析液压系统故障出现后的现象对导致故障出现的原因进行判断与研究。想要实现上述目标，相关的维修人员必须要具备极为丰富且专业化的诊断与维修经验，并对于系统常见故障保持深刻认识。通常情况下，液压系统维修经验大多是在长期煤矿生产过程中所积累的，无法在较短的时间内达到理想效果。因为经验法过分依赖液压系统出现故障后的现象，如异常的振动、设备温度过高以及漏油等，所以如果液压系统并不存在显著的异常情况那么则很难对故障进行准确判断。另外，在使用经验法诊断故障原因是还具有一定滞后性，需要故障严重以后才可以进行判别，而这不利于系统后续维修工作的展开。因此在实际诊断过程中应将经验法与其它方式结合使用。

3.3 利用大数据进行诊断

由于当前信息数据网络极为发达，因此如果液压系统出现故障可以针对其各项参数变化来进行科学分析。首先可以把系统故障出现之后的参数进行收集，然后对数据进行更深层次的发掘，并以此为基础构建起一个与之相对应的数学模型。而为了可以让故障出现有一个定量表现，还可以将模糊数学与大数据信息技术相结合。因为大数据模型构建总成本比较高，因此未来能够借助大数据相关技术来开展故障诊断等工作。

4 故障处理方案

4.1 系统油温过高时的处理方案

倘若系统油温过高，那么第一步便要对所用油质量进行检查，如果存在问题要进行及时更换处理。第二步，要确认设定压力值符合标准并对调定值进行检查。同时还要排查系统内其它部件是否受到了油温过高造成的不良影响，例如压力继电器、卸荷阀、冷却装置以及溢流阀等。对于矿山机械设备来说，其液压油温度需要处于30℃至50℃范围内，如果温度大于等于60℃便可认定为油温过高。当油温偏高时除了会对油箱造成损害之外，还可能会导致漏油问题出现，并且对于周围的装置也存在一定影响，只有对此问题进行及时处理才可能防止设备大规模损害与漏油等问题出现。在处理油液泄漏时难度较高，并且极易影响其它零件，而且严重者还会对周围环境产生污染。

4.2 管道堵塞问题的处理方案

在对管道堵塞问题进行处理时，首先需要清洗与滤掉存在于输油管道之中的各种杂质；其次需要及时更换所使用的液压油。在对液压油进行更换时必须要注意选择的液压油品种，倘若所选品种不合适则可能会因液压油粘稠度偏高而导致流动缓慢进而使得系统出现供油不足等问题。除此之外，为了确保液压系统能够稳定工作，系统应当避免超载，一旦超载除了会造成系统供油不足之外还会留下诸多安全隐患。

4.3 外部故障的处理方案

液压系统出现故障之后，设备往往会出现剧烈振动或者发出大量噪声，针对此类情况则需要借助以下几种方式进行处理。

（1）利用小波信号进行降噪处理。由于矿山机械设备所处的作业环境十分复杂与恶劣，因此作业的效率以及水平会受到周围环境影响。当检测泵出口位置的新号时，通常会受到噪音干扰，直接阻碍了信号检测等工作正常的进行。而通过小波信号进行降噪处理则可以有效解决上述问题，利用这种方式可以有效处理阶段信号，并使用科学的方式分析信号，从而区分出所需信号以及噪音。另外这一技术还能够被用在故障诊断工作中，借助降噪处理可以让故障特征检测技术实现显著提升。

（2）设备剧烈振动往往是液压泵中存在异物或者缸内空气未排净所致。为此需要将液压泵进行拆解，查看其中是否有异物存在，倘若有异物存在要及时进行清除，同时探明异物来源。除此之外，利用先进的信息设备来对设备故障信息做智能融合处理，可以形成一个相对统一且规整化的数据库。通过该方式可以对压力信号以及振动信号做特殊处理，进而过去到一个相对准确且有效的故障信息。

5 结语

总而言之，液压机械设备在当前煤矿井开采工作中具有着无可替代的作用，它最为显著的特点即动力强、性能稳定且工作噪音较小等。因为井下生产环境较为恶劣，因此在实际使用过程之中液压设备往往会产生各种问题。因此对故障进行识别诊断并做科学处理尤为关键。本篇文章便对其中常见故障和原因做了全面细分，同时还以此为基础制定了对应的解决措施，希望借此能够给相关人员提供一定帮助并让液压技术得到有效提升。