齊慶國(guó)

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730207）

現(xiàn)階段，液壓傳動(dòng)在礦山機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，已由最初轉(zhuǎn)向和工作裝置轉(zhuǎn)變成當(dāng)前行走、制動(dòng)與操作系統(tǒng)控制等方面，幾乎是隨處可見(jiàn)。對(duì)于礦山開(kāi)采而言，此項(xiàng)工作的環(huán)境極為惡劣，通過(guò)專(zhuān)業(yè)機(jī)械裝置開(kāi)展作業(yè)必不可少，而其中使用最為廣泛且受歡迎度最高的應(yīng)為液壓裝置。雖然此類(lèi)裝置有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但是極易出現(xiàn)故障也是其最大的缺點(diǎn)，因?yàn)閷?dǎo)致故障的原因較多，因此一旦出現(xiàn)問(wèn)題便會(huì)對(duì)作業(yè)進(jìn)度產(chǎn)生影響，如果問(wèn)題過(guò)于嚴(yán)重還會(huì)造成一定經(jīng)濟(jì)損失。相較于其它裝置，液壓設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分獨(dú)特，因此維修難度極高，而這也就給設(shè)備處理帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)，按照故障形成原因進(jìn)行具體分析，從而為相關(guān)故障解決提供有力依據(jù)極為關(guān)鍵。

1 故障定義以及診斷原理

1.1 故障的定義

當(dāng)設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時(shí)礦山機(jī)械裝置并不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題，并且也不會(huì)對(duì)正常且安全的生產(chǎn)產(chǎn)生影響，其所具有的作用也會(huì)得到充分發(fā)揮，不會(huì)導(dǎo)致額外經(jīng)濟(jì)損失；而設(shè)備存在異常情況通常是指機(jī)械裝置在工作過(guò)程中，因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部某一結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞或問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，并讓設(shè)備缺陷被進(jìn)一步放大，并導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備應(yīng)用性能無(wú)法充分發(fā)揮，問(wèn)題不斷惡化，然而機(jī)械設(shè)備依舊可以使用；不同于前者，故障即機(jī)械設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷造成的影響不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備性能以及功能處于基本癱瘓狀態(tài)[1]。然而由于檢測(cè)和故障一般發(fā)生在設(shè)備未停機(jī)的基礎(chǔ)上，因此出現(xiàn)的故障大多將狀態(tài)信號(hào)當(dāng)做依據(jù)。

1.2 診斷依據(jù)

在對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障進(jìn)行診斷時(shí)主要是根據(jù)以下原理進(jìn)行判斷。首先是設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，此環(huán)節(jié)主要是監(jiān)測(cè)和設(shè)備工作相關(guān)的狀態(tài)信息；其次是特征的提取。該環(huán)節(jié)需要由設(shè)備工作狀態(tài)信號(hào)之中尋找并提取出與故障有一定關(guān)系的特征信息；再次是故障的診斷，所謂故障診斷就是要通過(guò)先前收集到的信息，借助其它補(bǔ)充測(cè)試來(lái)確定故障出現(xiàn)的具體位置；最后是決策，按照設(shè)備故障的特點(diǎn)與趨勢(shì)來(lái)做出對(duì)應(yīng)的解決措施。當(dāng)機(jī)械設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量信息，而一旦它的功能產(chǎn)生了異常信息，那么便可以借助專(zhuān)業(yè)檢測(cè)裝置來(lái)進(jìn)行分析與診斷，進(jìn)而對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)預(yù)測(cè)和維修。

2 常見(jiàn)液壓故障出現(xiàn)的原因分析

2.1 機(jī)械設(shè)備無(wú)法提供充足的壓力

倘若出現(xiàn)油泵溢流問(wèn)題，那么很有可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故發(fā)生，同時(shí)還會(huì)造成閥芯卡死與開(kāi)口處、彈簧斷裂甚至是阻尼孔阻塞等問(wèn)題。而如果液壓油路之中的零件磨損過(guò)于嚴(yán)重、部分閥內(nèi)泄漏情況過(guò)于嚴(yán)重、過(guò)大的吸油管阻力、小孔或管道發(fā)生堵塞、吸油管破損等均會(huì)造成系統(tǒng)壓力不夠等現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2 液壓設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部位整體運(yùn)動(dòng)過(guò)于緩慢甚至不動(dòng)

導(dǎo)致這一問(wèn)題出現(xiàn)的原因大多是液壓桿件出現(xiàn)損壞，另外液壓油中的雜質(zhì)過(guò)大、液壓控制系統(tǒng)內(nèi)壓力閥無(wú)效、供油系統(tǒng)出現(xiàn)故障等均會(huì)使得液壓設(shè)備內(nèi)部運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)過(guò)慢甚至是不動(dòng)[2]。

2.3 油箱內(nèi)部油溫偏高

在液壓系統(tǒng)工作過(guò)程中如果發(fā)生了泄漏問(wèn)題那么往往會(huì)為企業(yè)帶去極為嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)巡視，而如果無(wú)法對(duì)油箱做良好的疏通與散熱處理，便會(huì)造成內(nèi)部油粘度偏大。在上述情況下，系統(tǒng)進(jìn)行卸壓作業(yè)時(shí)回路動(dòng)作極易發(fā)生失靈或者缺少卸壓措施等問(wèn)題，從而對(duì)系統(tǒng)造成十分嚴(yán)重的不可逆損壞，因此必須要保證油箱內(nèi)的油溫處于60℃以下。

2.4 液壓系統(tǒng)發(fā)生劇烈振動(dòng)

如果液壓系統(tǒng)的振動(dòng)過(guò)于激烈，這極有可能是因?yàn)榫植柯馑?，局部漏氣?huì)使得液壓流速失去穩(wěn)定性，而液壓油流量大幅波動(dòng)會(huì)讓機(jī)械零部件的磨損速度因?yàn)檎駝?dòng)得到進(jìn)一步加快，最終使設(shè)備使用周期出現(xiàn)大幅縮減。

3 礦山機(jī)械設(shè)備液壓故障診斷及確認(rèn)方案

如果液壓系統(tǒng)產(chǎn)生了故障，便需要借助專(zhuān)業(yè)手段或經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)造成故障的原因做精準(zhǔn)診斷，從而為液壓系統(tǒng)維修提供一定便利。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)內(nèi)部零部件數(shù)量較多，所以判別難度相對(duì)較高，目前主要借助以下幾種方式來(lái)識(shí)別液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的故障。

3.1 通過(guò)人工智能技術(shù)進(jìn)行診斷

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)前是信息時(shí)代也是人工智能的時(shí)代。通過(guò)電腦來(lái)模擬人類(lèi)思維的過(guò)程和與之對(duì)應(yīng)的行為，把規(guī)模宏大的項(xiàng)目時(shí)間經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行有序整合，利用對(duì)比的方式來(lái)對(duì)故障具體原因進(jìn)行判斷。當(dāng)使用人工智能進(jìn)行診斷時(shí)往往會(huì)和模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行有效結(jié)合，從而讓它運(yùn)行的過(guò)程無(wú)限趨近于人類(lèi)正常思維，借此能夠給故障發(fā)生原因和解決方案提供一定幫助。然而此類(lèi)診斷技術(shù)無(wú)法單獨(dú)應(yīng)用，需要由現(xiàn)場(chǎng)施工的工作人員和實(shí)際情況共同作用，才可以展現(xiàn)出最佳效果。

3.2 通過(guò)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行診斷

就長(zhǎng)期的實(shí)踐結(jié)果來(lái)看，經(jīng)驗(yàn)法對(duì)于診斷液壓系統(tǒng)故障效果極為顯著，借助觀察與分析液壓系統(tǒng)故障出現(xiàn)后的現(xiàn)象對(duì)導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行判斷與研究。想要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，相關(guān)的維修人員必須要具備極為豐富且專(zhuān)業(yè)化的診斷與維修經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)于系統(tǒng)常見(jiàn)故障保持深刻認(rèn)識(shí)。通常情況下，液壓系統(tǒng)維修經(jīng)驗(yàn)大多是在長(zhǎng)期煤礦生產(chǎn)過(guò)程中所積累的，無(wú)法在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想效果。因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)法過(guò)分依賴(lài)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后的現(xiàn)象，如異常的振動(dòng)、設(shè)備溫度過(guò)高以及漏油等，所以如果液壓系統(tǒng)并不存在顯著的異常情況那么則很難對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。另外，在使用經(jīng)驗(yàn)法診斷故障原因是還具有一定滯后性，需要故障嚴(yán)重以后才可以進(jìn)行判別，而這不利于系統(tǒng)后續(xù)維修工作的展開(kāi)。因此在實(shí)際診斷過(guò)程中應(yīng)將經(jīng)驗(yàn)法與其它方式結(jié)合使用。

3.3 利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷

由于當(dāng)前信息數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)極為發(fā)達(dá)，因此如果液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障可以針對(duì)其各項(xiàng)參數(shù)變化來(lái)進(jìn)行科學(xué)分析。首先可以把系統(tǒng)故障出現(xiàn)之后的參數(shù)進(jìn)行收集，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更深層次的發(fā)掘，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建起一個(gè)與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。而為了可以讓故障出現(xiàn)有一個(gè)定量表現(xiàn)，還可以將模糊數(shù)學(xué)與大數(shù)據(jù)信息技術(shù)相結(jié)合。因?yàn)榇髷?shù)據(jù)模型構(gòu)建總成本比較高，因此未來(lái)能夠借助大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)來(lái)開(kāi)展故障診斷等工作。

4 故障處理方案

4.1 系統(tǒng)油溫過(guò)高時(shí)的處理方案

倘若系統(tǒng)油溫過(guò)高，那么第一步便要對(duì)所用油質(zhì)量進(jìn)行檢查，如果存在問(wèn)題要進(jìn)行及時(shí)更換處理。第二步，要確認(rèn)設(shè)定壓力值符合標(biāo)準(zhǔn)并對(duì)調(diào)定值進(jìn)行檢查。同時(shí)還要排查系統(tǒng)內(nèi)其它部件是否受到了油溫過(guò)高造成的不良影響，例如壓力繼電器、卸荷閥、冷卻裝置以及溢流閥等。對(duì)于礦山機(jī)械設(shè)備來(lái)說(shuō)，其液壓油溫度需要處于30℃至50℃范圍內(nèi)，如果溫度大于等于60℃便可認(rèn)定為油溫過(guò)高。當(dāng)油溫偏高時(shí)除了會(huì)對(duì)油箱造成損害之外，還可能會(huì)導(dǎo)致漏油問(wèn)題出現(xiàn)，并且對(duì)于周?chē)难b置也存在一定影響，只有對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理才可能防止設(shè)備大規(guī)模損害與漏油等問(wèn)題出現(xiàn)。在處理油液泄漏時(shí)難度較高，并且極易影響其它零件，而且嚴(yán)重者還會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染。

4.2 管道堵塞問(wèn)題的處理方案

在對(duì)管道堵塞問(wèn)題進(jìn)行處理時(shí)，首先需要清洗與濾掉存在于輸油管道之中的各種雜質(zhì)；其次需要及時(shí)更換所使用的液壓油。在對(duì)液壓油進(jìn)行更換時(shí)必須要注意選擇的液壓油品種，倘若所選品種不合適則可能會(huì)因液壓油粘稠度偏高而導(dǎo)致流動(dòng)緩慢進(jìn)而使得系統(tǒng)出現(xiàn)供油不足等問(wèn)題。除此之外，為了確保液壓系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)避免超載，一旦超載除了會(huì)造成系統(tǒng)供油不足之外還會(huì)留下諸多安全隱患。

4.3 外部故障的處理方案

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障之后，設(shè)備往往會(huì)出現(xiàn)劇烈振動(dòng)或者發(fā)出大量噪聲，針對(duì)此類(lèi)情況則需要借助以下幾種方式進(jìn)行處理。

（1）利用小波信號(hào)進(jìn)行降噪處理。由于礦山機(jī)械設(shè)備所處的作業(yè)環(huán)境十分復(fù)雜與惡劣，因此作業(yè)的效率以及水平會(huì)受到周?chē)h(huán)境影響。當(dāng)檢測(cè)泵出口位置的新號(hào)時(shí)，通常會(huì)受到噪音干擾，直接阻礙了信號(hào)檢測(cè)等工作正常的進(jìn)行。而通過(guò)小波信號(hào)進(jìn)行降噪處理則可以有效解決上述問(wèn)題，利用這種方式可以有效處理階段信號(hào)，并使用科學(xué)的方式分析信號(hào)，從而區(qū)分出所需信號(hào)以及噪音。另外這一技術(shù)還能夠被用在故障診斷工作中，借助降噪處理可以讓故障特征檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)顯著提升。

（2）設(shè)備劇烈振動(dòng)往往是液壓泵中存在異物或者缸內(nèi)空氣未排凈所致。為此需要將液壓泵進(jìn)行拆解，查看其中是否有異物存在，倘若有異物存在要及時(shí)進(jìn)行清除，同時(shí)探明異物來(lái)源。除此之外，利用先進(jìn)的信息設(shè)備來(lái)對(duì)設(shè)備故障信息做智能融合處理，可以形成一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一且規(guī)整化的數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)該方式可以對(duì)壓力信號(hào)以及振動(dòng)信號(hào)做特殊處理，進(jìn)而過(guò)去到一個(gè)相對(duì)準(zhǔn)確且有效的故障信息。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，液壓機(jī)械設(shè)備在當(dāng)前煤礦井開(kāi)采工作中具有著無(wú)可替代的作用，它最為顯著的特點(diǎn)即動(dòng)力強(qiáng)、性能穩(wěn)定且工作噪音較小等。因?yàn)榫律a(chǎn)環(huán)境較為惡劣，因此在實(shí)際使用過(guò)程之中液壓設(shè)備往往會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。因此對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別診斷并做科學(xué)處理尤為關(guān)鍵。本篇文章便對(duì)其中常見(jiàn)故障和原因做了全面細(xì)分，同時(shí)還以此為基礎(chǔ)制定了對(duì)應(yīng)的解決措施，希望借此能夠給相關(guān)人員提供一定幫助并讓液壓技術(shù)得到有效提升。