矿山机械设备液压故障处理

陈振恒

（江西江铜银珠山矿业有限公司，江西 贵溪 335400）

矿山行业一直是我国国民经济中的重要组成部分，各项矿山作业的实施，促进了矿产资源的开发，创造了巨大的经济与社会效益。但矿山开采的难度系数较高，如果在当前条件下依旧采用传统的人工作业方式，则工作效率低，也难以保障产能。大部分矿山在当前都实现了机械化作业，配备了各种机械设备，部分环节实现了人工化向机械化的转变。但机械设备在矿山中的使用，经常出现液压故障，为保障机械设备的可靠运行，需重视液压故障的处理，针对各类故障，采取有效的预防与处理措施。

1 矿山机械设备液压系统故障诊断方法

1.1 仪器诊断法

矿山机械设备的运行中，液压故障的出现概率较高，为避免该故障对正常生产作业的影响，应立即进行故障诊断与处理。针对液压故障的判定，先将磨粒加热一段时间后，磨粒表面会出现形态、颜色的变化，经由对材质颜色、形态的对比，就可判定是否发生了故障。通过铁谱记录法，可分析了解磨粒成分，在加热铁谱片过程中也就能清晰掌握磨粒成分，以这一方法为基础，对铁谱展开分析，能区分其颜色、粉末，判定液压系统的腐蚀与磨损程度，准确定位故障。

1.2 系统原理图分析法

矿山机械设备的液压故障，也可利用系统原理图分析法来判定，即由专人进行原理图的分析，确定故障位置、原因与类型。当利用这一方法展开故障判定时，需安排专业的技术人员来完成，通过对系统运行原理的熟练应用，判定在液压系统运行中的异常情况，基于对元件性能、结构、原理、功能等的综合分析，最后通过对比循环表确定故障。

1.3 观察诊断法

对于一些在煤矿矿山机械设备操作、液压故障处理方面有丰富经验的人员来说，他们在液压故障判定方面，会倾向于采用观察诊断法，这一方法就是根据自己的经验、专业技术，对各个元件的状态等进行分析以此确定故障。

在具体的故障诊断工作中，需按照问、闻、摸、听、看这一步骤进行，问即为询问工作人员矿山机械设备使用的具体情况；闻就是闻一闻油液的气味，判定是否发生了变质问题；摸就是触摸各种元件，感受振动与油温；听就是听一听马达与泵运行中的噪声情况；看就是检查元件的运行速度、状态。

1.4 智能诊断技术

智能诊断技术是信息时代下出现的新型技术，该种技术在当前的机械故障诊断中得到了广泛的应用，在未来还有巨大的发展与应用空间。智能诊断技术中集成了计算机、通信、自动化等技术，经由这些技术的综合应用，可进行人脑机能的模拟，实现信息的采集与处理，依据信息确定故障。现阶段的矿山机械设备液压故障判定中，神经网络诊断技术、模糊诊断技术、灰色系统诊断技术等都属于智能诊断方式。

2 矿山机械设备液压故障的原因分析

2.1 噪声与振动引起的故障

通常情况下，液压系统的噪声与振动故障，是因为吸油管中进入了空气，从而油泵叶片就会逐渐被卡死，或柱泵塞会被卡死。油泵噪声与振动也可能是因为联轴器松动、油泵脉冲幅度过大所导致，在一些情况下，管道稳固性不足、油液流动速度过快也会引起异常振动。当矿山机械设备处于振动或者噪声状态下时，设备无法保持正常运转，后续也可能会出现液压故障。

2.2 液压系统的安全措施不足

矿山机械设备的运行中，为减少液压故障的发生，在前期的工作中应提前做好相应的安全措施，为设备运行创造良好的条件。显然，许多矿山企业在设备运行的过程中，并未做好安全防护，如在液压系统卸压时回路失灵，引发了设备事故。

2.3 系统压力不足

矿山机械设备的液压系统，在运行与使用的过程中为处于稳定状态，需将压力控制在合理的范围内，一旦缺乏压力控制，将会导致液压故障。实际上，油泵溢流酿成的事故通常较大，如阀芯被卡死在开口、弹簧断裂、阻尼孔阻塞、油路中的零部件磨损、阀内泄漏、吸油管阻力偏大或者泄漏，这些现象都是因为压力不足所引起的。

2.4 工作部件作用力不合理

矿山机械设备液压系统在实际的设备使用中，常常存在一些工作部件作用力不合理的情况，难以达到使用要求，如在液压系统内进入了空气，油缸荷载力在受到空气压缩后，无法保持均匀性，加剧了活塞杆的变形。此外，在前期安装环节，相关人员未做好安装管理，油缸的安装位置不合适，再加上油缸回油腔背压过小，导致活塞杆密封圈被压得过紧或者溢流阀的压力偏小，难以避免出现系统部件运行不匀的现象，加剧了液压故障的发生。

3 矿山机械设备液压故障类型与处理

3.1 噪声问题

当设备出现了噪声后，应立即停止设备运转，组织专人对设备开展全面检查。噪声多为以下问题所导致。

3.1.1 零件松动或者磨损

机械设备在长时间运行时，其中的部分零部件将出现磨损问题，如果未及时处理这些磨损的零部件，设备将发出异常声音，也就是噪声。通常情况下，对于这种原因所引起的噪声，处理相对简单，只需要由技术人员对设备进行检查，确定哪些零部件出现了松动与磨损，如检查后发现存在螺栓松动的现象，需立即紧固螺丝；如果关键零部件的磨损严重不具有维修必要时，应更换新的零部件。

3.1.2 液压系统中进入空气

液压系统中的空气过多、空气在设备中的流动或者进入供油系统，都将引起压力的波动，引发设备噪声。气体对设备运行存在着直接的影响，其中，最突出的影响就是气体的存在会使设备的运动不匀，气穴的产生就是因为空气进入，针对这一方面的问题，具体处理时应进行排气，随后对密封装置进行检查，如果密封装置存在故障，要立即修复，检查是否有空气进入泵内。

3.2 牵引力故障

矿山机械设备的液压故障中，牵引力故障的出现频率也相对较高，这一故障主要是因为在设备使用的过程中主油路的压力过小所引起。如果在矿山作业的过程中发现了这一方面的故障，需安排专人进行液压系统的检查，判定系统是否出现了漏油问题，如果存在漏油现象，需立即更换相应的元件，组织维修作业。但如果液压系统的漏油现象相对严重，应更换主油泵，但如果是油泵冷却系统存在问题，需对冷却水含水量进行控制，随后再调整安全阀，为液压系统的运行创造良好的条件。

3.3 液压泵球头松动故障

矿山机械设备的液压系统构成复杂，关键部位发生异常的情况下，液压故障难以避免。液压泵也经常出现故障，这一故障主要是因为在制作环节，未严格控制制作误差，导致后续液压泵使用中受到了巨大的压力冲击，塞球头与球窝之间变形严重，球头与球窝之间的空隙较大，球头发生松动。针对这一方面的问题，需由专人开展故障检查，排除故障，也可直接在液压泵出口位置设置振动传感器，由传感器采集信息，监控球头是否出现了松动的问题。

3.4 油泵故障

3.4.1 不正常供油

液压系统的油泵故障中，供油方面的问题较为突出，主要表现为供油少和不供油两种情况，当在机械设备使用中出现了这一方面的问题时，可能是因为供油管堵塞、油箱油位过低、油黏度过大所导致。针对此类故障，在实际的处理中需检查油管，判定油管是否堵塞，如果有堵塞问题，需清理堵塞物并更换油管；检查油位是否符合要求，如果油位偏低，则在其中加入适量油；检查油的黏度，如果黏度偏高，需将油排出再加入低浓度油。矿山机械作业过程中，如果为单向泵，不正常供油也有可能是转向问题所导致，后续故障处理时，只需要进行位置调整即可。机械设备的使用中，电动机出现故障也会引起供油异常，电动机故障多表现为电路系统的故障，此时将无法正常供电；电动机过载、过热引起的跳闸。一经发现电动机故障，需及时排查与处理。

3.4.2 油温过高故障

机械设备的使用中，油温过高也是液压故障的重要表现，在这一故障的处理上，需检查油的质量是否达标，当油质不达标时，应更换高质量油；检查压力值是否符合要求，将此参数调整到正常条件下。矿山机械设备的运行中，很多因素都会引起油温过高的情况，故障排查阶段，需针对可能影响油温的部件，如冷却设备、压力继电器、溢流阀、卸荷阀等，实施全面检查，排除故障。结合矿山机械设备的经验，液压油的正常温度为30～50℃，一旦温度超过60℃，就意味着油温过高，后续将引起油箱损坏、漏油等更突出的问题，不仅影响设备本身的运行，也会影响其他设备。因此，在矿山机械设备的使用中，需密切关注液压油的温度，出现温度异常时，及时调整。

3.5 液压的外部故障

3.5.1 小波信号消噪处理法

矿山机械设备的液压故障，也表现为外部故障，各种机械设备在矿山作业中处于恶劣的条件下，环境因素影响了设备运行，导致矿山开采的效率、产量等都受到了影响。对泵出口位置实施信号检测时，噪声干扰会影响结果的准确性，如信号频谱分布较宽，波形呈不规律的变化状态；波形起伏大，存在许多非平稳性的变形现象。在故障处理中，可利用小波信号消噪处理法，实施阶段信号的处理，通过分析信号，实现对噪声与信号的精准识别。液压的外部故障中，利用小波信号消噪方法，可提升故障的诊断水平。

3.5.2 信息融合故障诊断法

液压的外部故障处理中，信号融合故障诊断法的应用相对较多，这一方法在具体的应用中，需配备新型设备，利用该设备实现故障信息的智能整合，最后对故障信息进行准确、精细分析与处理，做到故障的精准识别、科学处理。一些矿山企业所配备的液压设备，出口处的检测能力偏低，经常受到外部因素的干扰，检测到的信号与实际存在偏差，如使用单个传感器进行信号检测时，难以获得有效的结果。通过信息融合故障检测，能对压力信号、振动信号实行专业化处理，得到更准确、有效的故障信息，最后基于构建BP神经网络故障检测模型，实现故障准确分析与有效处理。

4 矿山机械设备液压故障预防措施

4.1 对于机械设备要进行定期检查和保养

为有效减少矿山机械设备的液压故障，在日常的工作中需重视设备的维护与保养，定期开展检查与保养工作。在矿山企业内部，应成立专门的矿山机械设备维修与保养部门，并配置专业的保养、维修人才，结合机械设备的使用频次、强度，制定合理的检查与保养方案，如对于长时间、高强度使用的设备，需缩短检查与保养周期，每间隔一小段时间，就要安排专人进行设备的全面检查，并做好除尘等保养工作。

在矿山企业内部，也需要针对机械设备，制定完善的设备检查、保养与维护制度，在该制度中明确规定机械设备的检查、保养与维护要点，以此为相关部门、岗位人员的工作提供指导。

4.2 提高相关工作人员的职业素质

矿山企业中的机械设备液压故障，有时是因为工作人员的失误所导致的，因此，为避免工作人员问题所引发的液压故障，需确保相关岗位人员具有较高的专业素质，定期开展培训活动，讲解关于机械设备的操作、维修等工作要点与注意事项，提高工作人员的专业素质。而且，培训的内容不能局限于操作、使用方面，也需要传授一些关于设备保养、保护等方面的措施，让每个岗位人员都可以各司其职，严格遵守设备操作的相关标准。不同岗位人员之间需针对机械设备保养、检查、维护、操作，做好相互之间的配合，确保机械设备能稳定、可靠运转。

5 结语

现阶段的矿山企业中，基本上实现了机械化作业，机械设备在矿山开采作业中的作用突出。但许多矿山企业中，频繁出现液压故障，影响了设备的稳定运行，由于液压故障的表现各有不同、原因多样，未来需加大液压故障的识别、处理创新，确保做到对各种故障的科学处理。