非煤矿山设备故障诊断与维修案例

引言非煤矿山设备是保障矿山生产连续、安全、高效的核心要素，其运行状态直接影响产能与作业安全。设备故障若未能及时诊断与修复，轻则导致生产停滞，重则引发安全事故。笔者结合多年现场技术服务经验，选取破碎机、提升机、通风机、液压系统四类核心设备的典型故障案例，剖析诊断思路与维修实践，为矿山设备管理提供可落地的参考。一、破碎机轴承过热故障诊断与维修（一）故障现象某金属矿山颚式破碎机在连续作业4小时后，巡检人员发现轴承部位“烫手”（红外测温仪实测达85℃，远超正常工作温度65℃的上限），同时伴随“咯吱”的金属摩擦异响，设备振动明显增大，原本均匀的破碎声变得断断续续，产能较正常时下降约20%。（二）诊断过程1.初步排查：停机后，维修人员先目视检查轴承座，发现润滑脂加注口的密封胶圈老化开裂，油脂呈黑褐色且混有金属碎屑；用手触摸轴承外圈，烫感强烈，红外测温仪复测显示外圈92℃、内圈88℃，温差超过5℃（正常工况下内外圈温差应≤3℃）。2.拆解分析：拆除轴承后，肉眼可见滚子表面布满麻点磨损，保持架变形卡滞，滚道局部剥落；用塞尺测量轴承游隙，数值达0.12mm（该型号轴承的标准游隙为0.08-0.10mm），判定游隙因磨损过度而偏大。3.原因追溯：查阅设备维护台账，发现润滑脂已超期使用3个月，且上次维护时仅补充新脂、未清理旧脂，导致油泥堆积；调取安装记录，轴承座同轴度偏差达0.15mm（安装标准要求≤0.05mm），长期偏载使轴承受力不均，加速了磨损。（三）维修措施1.部件更换：更换同型号SKF调心滚子轴承，用煤油彻底清洗轴承座并打磨锈蚀面，更换耐温150℃的锂基润滑脂（原用普通润滑脂无法承受高温工况）。2.精度调整：使用千分表校正轴承座同轴度，控制偏差≤0.03mm；加装轴承温度传感器，接入PLC系统实时监测，设定温度≥75℃时声光报警。3.流程优化：修订润滑制度，每200小时补充润滑脂，每1000小时彻底更换并清理油路，同步记录轴承温度与振动数据，形成“一设备一档案”。（四）实践启示轴承过热多由“润滑+安装+负载”协同作用引发。需建立“温度-振动-润滑”三位一体监测机制：优先选用适配工况的润滑介质（如高温环境下的合成润滑脂），安装时严格把控同轴度与游隙精度，避免因小偏差累积导致大故障；日常巡检中，可通过“触摸温度+聆听异响+观察油质”快速预判隐患。二、提升机钢丝绳断丝故障诊断与维修（一）故障现象某竖井提升机运行中，安全监测系统报警“钢丝绳断丝数超限”。现场检查发现，钢丝绳绳股接头处出现3处集中断丝，单根断丝直径磨损达原直径的15%，绳体局部锈蚀并附着煤尘。（二）诊断过程1.无损检测：采用磁力探伤仪扫描钢丝绳，发现内部断丝集中在距绳头1.2m的承载段；用游标卡尺测量磨损后直径为28.5mm（原直径30mm），断丝数累计12根（安全规程要求≤8根/捻距）。2.工况分析：调取运行日志，近1个月提升机启停次数日均超50次，负载波动达±15%；检查滑轮槽，磨损深度达2mm（标准≤0.5mm），绳头固定卡子松动，导致局部应力集中。（三）维修措施1.钢丝绳更换：拆除旧钢丝绳，更换同规格镀锌防扭钢丝绳，严格按GB/T____标准安装绳头，采用巴氏合金浇铸固定，确保卡子间距偏差≤2mm。2.滑轮修复：对磨损滑轮槽进行堆焊修复，车削后表面粗糙度Ra≤1.6μm，更换耐磨衬垫；调整提升机运行参数，将启停加速度从0.8m/s²降至0.5m/s²，负载波动控制在±5%以内。3.润滑强化：每周用专用钢丝绳脂（含石墨添加剂）涂抹绳体，每季度用超声波清洗机清除绳间积尘，安装在线断丝监测装置（精度0.1mm），实时预警断丝风险。（四）实践启示钢丝绳断丝是“疲劳+磨损+腐蚀”的综合结果。需建立“无损检测+工况优化+润滑防护”体系：优先采用防扭、防腐钢丝绳，定期修复滑轮槽以减少局部磨损；通过降载稳速（如优化提升节奏、避免频繁启停）减少疲劳损伤；同时加强润滑，每季度用“浸透+涂抹”结合的方式养护绳体，延缓锈蚀与磨损。三、通风机振动异常故障诊断与维修（一）故障现象某地下矿山轴流式通风机运行时，振动幅值从0.6mm增至1.8mm（标准≤0.8mm），轴承温度升至72℃，出风口风量波动达15%，机房噪音超110dB，巡检人员能明显感受到地面震颤。（二）诊断过程1.振动分析：用振动分析仪检测，振动主频为150Hz（与叶轮转速25r/s的6倍频一致），判定为叶轮不平衡；同时发现联轴器处存在20Hz的附加振动（基础松动的典型特征）。2.现场核查：叶轮表面积灰厚度达5mm，叶片边缘磨损不均；联轴器同轴度偏差0.2mm（标准≤0.05mm）；基础螺栓松动，混凝土基座出现2mm裂缝。（三）维修措施1.叶轮维护：拆除叶轮，用高压水枪清洗积灰，对磨损叶片进行堆焊修复（耐磨焊条D256），做动平衡试验（剩余不平衡量≤5g·mm）。2.对中调整：采用激光对中仪校正联轴器，控制径向偏差≤0.02mm、角向偏差≤0.05mm/m；加固基础，灌注环氧树脂砂浆填补裂缝，重新紧固螺栓并加装防松垫片。3.系统优化：安装气流均布装置，减少风道涡流对叶轮的冲击；加装在线振动监测系统，设定幅值≥1.0mm时声光报警，温度≥70℃时自动停机。（四）实践启示通风机振动需从“动平衡+对中+基础”三维诊断。日常维护应定期清理叶轮积灰（每季度一次），每半年做一次动平衡；安装时严格控制联轴器对中精度，基础设计需考虑长期振动的疲劳损伤（如采用钢筋混凝土加钢板的复合基础），必要时加装橡胶隔振垫削弱振动传递。四、液压系统泄漏故障诊断与维修（一）故障现象某露天矿山液压凿岩机液压站油位每周下降约5L，油缸活塞杆密封处有油液渗漏，系统压力从16MPa降至12MPa，凿岩效率下降30%，油液呈浑浊状。（二）诊断过程1.泄漏定位：目视检查发现，4个油缸活塞杆密封处有油迹，电磁换向阀与油管接头处渗油；用压力测试法检测，系统保压30分钟压力下降4MPa（标准≤1MPa）。2.油液分析：取液压油样检测，清洁度等级为NAS8级（标准≤6级），铁屑含量达25mg/L，判定油液污染导致密封件磨损。3.部件检查：拆解油缸，发现活塞杆表面有划痕（深度0.1mm），聚氨酯密封圈老化开裂；换向阀阀芯磨损，间隙达0.08mm（标准≤0.03mm）。（三）维修措施1.密封件更换：更换所有油缸的氟橡胶密封圈（耐油、耐温120℃），用砂纸打磨活塞杆划痕后镀铬处理；更换换向阀阀芯，加装先导式溢流阀稳定系统压力。2.油液净化：更换高精度滤芯（过滤精度5μm），用煤油清洗油箱并涂抹防锈剂；安装在线油液监测装置，实时监测清洁度与铁屑含量，超标时自动触发过滤。3.管路优化：将金属硬管更换为高压胶管（耐压25MPa），接头处加装防泄漏O型圈，每隔1.5m安装防震管夹，减少振动导致的接头松动。（四）实践启示液压泄漏根源多为“密封失效+油液污染+管路振动”。需建立“油液清洁度管控+密封件周期更换+管路防振”机制：优先选用耐油耐高温密封件（如氟橡胶），每半年更换一次；定期过滤液压油（每季度一次），并在油箱呼吸口加装空气滤清器；管路设计时增加防震措施（如胶管+管夹组合），避免因振动加速泄漏。总结与建议（一）共性规律非煤矿山设备故障多由“小隐患累积+多因素耦合”引发，诊断需结合感官判断（看、听、摸）、仪器检测（振动、温度、油液分析）、工况追溯（运行日志、维护记录）三维分析，维修时注重“部件更换+系统优化+预防措施”协同实施。（二）实践建议1.建立设备健康管理体系：对关键设备（破碎机、提升机、通风机、液压系统）建立“故障树分析（FTA）”模型，识别潜在失效模式（如轴承过热的“润滑不良-安装偏差-负载不均”链），制定预防性维护计划。2.引入预测性维护技术：采用物联网传感器（振动、温度、油液传感器）实时监测设备状态，结合LSTM神经网络等AI算法预测故障趋势，提前72小时预警潜在失效。3.强化人员技能培训：定期开展“故障诊断实操”培训，模拟典型故障场景（如轴承过热、钢丝绳断丝），提升维修人员的“望闻问切”能力（如通过异响判断