山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿 山东省烟台市莱州市 261442
摘要：机械设备在工业生产中具有举足轻重的地位，不但关系到生产效率，而且还与产品质量密切相关。一旦机械设备出现故障，轻则会影响产能，严重时可能造成停产。因此，对机械设备故障进行快速诊断显得尤为必要。基于此点，文章从机械设备关键部件的常见故障分析入手，论述了机械设备故障诊断与监测方法。期望通过文本的研究能够对促进机械设备故障诊断与监测水平的提升和机械设备使用寿命的延长有所帮助。
关键词：机械设备；故障诊断；监测方法
前言
随着科学技术的不断发展，机械设备越来越复杂，自动化水平越来越高，设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大，与设备有关的费用越来越高，机器运行中发生的任何故障或失效不仅会引起严重后果，造成重大的经济损失，甚至还可能导致灾难性的人员伤亡和恶劣的社会影响。例如，1986年4月前苏联切尔诺贝利核电站四号机组发生严重振动而造成核泄露，致使2000多人死亡，直接经济损失达30亿美元。通过对机械工况进行监测，对其故障发展趋势进行早期诊断，便可以找出故障原因，采取各种措施进行维修保养，避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转，例如，法国Gra-velines电厂对其近400台主辅设备进行了两年的状态监测试验，结果表明，由于采用状态维修，电厂实际节约了540多万法郎（尚未考虑停工造成的损失）[1]。可见，机械设备故障诊断、监测技术在现代工业生产中起着非常重要的作用，开展机械设备故障诊断技术的研究具有重要的现实意义。
1机械设备关键部件的常见故障
机械设备是工业生产中不可或缺的重要组成部分之一，其性能优劣直接关系到生产能效。机械设备是由各种零部件组合而成的装置，这些零部件在长期的运转过程中，难免会出现故障问题，由此会对机械设备的整体性能造成影响，进而导致生产效率下降。下面对机械设备中关键部件的常见故障进行分析。
1.1滚动轴承故障
在机械设备中，滚动轴承是较为重要零部件，因该零部件的运转频率较高，从而使其成为机械设备的易损零件之一。当滚动轴承损伤之后，一些故障便会随之出现，导致滚动轴承损伤的原因有疲劳损伤、摩擦损伤、腐蚀损伤、断裂等。
1.2齿轮箱故障
在机械设备中，齿轮箱是应用较为广泛的部件之一，绝大部分机械设备都有齿轮箱。在机械运行过程中，齿轮箱内的齿轮常常会出现划痕、磨损、断裂等问题，如果这些问题得不到及时有效地处理，则会导致齿轮箱失效。
1.3转子故障
在旋转机械设备中，转子是核心部件，如果转子故障，则会对机械设备的运行稳定性造成影响。转子常见的故障有不平衡、转轴弯曲、不对中、连接松动等。
1.4电动机故障
机械设备是由机械结构和电动机两部分组合而成，如果电动机故障，则会导致机械设备无法正常运转。电动机常见的故障有振动、异响、过热、短路、空载损耗大、三相电流不平衡等。
2矿山机械设备故障诊断
通过研究矿山机械设备的历史数据，发现润滑油欠缺和振动是导致设备故障的常见原因，因此从这几个方面入手，探讨解决办法。
2.1润滑油诊断方法
在矿山机械设备的生产运行中，从润滑油的使用情况可以反映出机械设备的零部件的磨损类型、故障的部位和故障程度，工人可以通过这些诊断的信息做出相应的处理。润滑油诊断可以采用油样铁谱分析法，能够在现场快速便捷的诊断出润滑油的缺陷。操作流程为：将机械设备上使用的油样稀释到玻璃载片上，再将载片通过一个具有强磁性的磁场。由于磁力的作用，会让不同大小的磨粒在磁场中的分布距离不同，因此可以根据油样中磨粒的沉淀情况对机械设备的磨损程度进行准确的诊断。由于这种检测方法可以为工人提供具体的磨损残渣数目、颗粒数、成分以及形态这四种参数，因此通过对参数的具体分析及处理，可以更加准确地诊断出机械设备的磨损程度。
2.2振动诊断方法
不同的机械设备在生产运行的过程中会出现不同频率的振动，因此还可以通过对振动信号的采集和分析，判断矿山机械设备的故障问题。当矿山机械设备出现故障时，所产生的振动幅度会增加，设备上的零部件的磨损程度也会随之加剧，零部件的表面会产生剥离脱落的现象，也会加剧机械设备的振动频率与幅度。
同时，机械设备还有可能由于微小的振动而使设备内部的结构发生共振，让设备的运行状态不断的恶化。因此可以利用机械设备的这一特征对矿山的机械振动进行诊断，分析其中包含的故障信息，并将可能产生的故障问题一并分析出来。
2.3红外测温诊断
机电设备运行是否正常，往往在温度上反映出来。机器的温度参数不能直接测量，而要借助于物质的某些与温度变化有关的物理特性间接地进行测量，如利用物质的热膨胀、电阻、热电效应、辐射能等。新的测温技术还有微波测温、激光测温等。
2.4无损探伤
铸件、锻件、压延件和焊接件的表面及内部不免存在各种缺陷，如裂纹、夹杂物、气孔等，在使用中还可能会发展、恶化或产生新的缺陷，导致设备和人身事故。许多重要设备的零部件只有当确认其材质、焊缝等不存在危险性或不允许的缺陷时，才可使用或运行。无损探伤就是对上述缺陷进行早期诊断的一种手段。无损探伤技术有：射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、声发的探伤等。近年来，激光全息技术和光导纤维技术也开始用于无损探伤。
3机械设备故障检测的发展趋势
随着科学技术的不断发展，机械设备故障诊断和监测技术也在不断进步，尤其近年来的传感器和智能识别技术的发展，给机械设备故障诊断带来了更大的发展空间。将自动化和智能化技术与现有的诊断和监测技术相结合，将实现技术上的创新和优化；另外，一些具有精准故障定位的技术也将成为未来机械设备诊断和发展的必然趋势。
3.1机械智能监测
智能监测被广泛应用在船舶制造、石油化工、电力设备和轨道交通等领域，是较为先进的机械设备故障诊断和监测技术之一。智能检测技术主要针对旋转机械进行故障诊断和监测，智能监测利用了高精度的数据采集系统对机械设备的运行数据进行实时记录，能够对机械的运行状态进行实时监测。旋转机械在工作中，泵和齿轮传动系统是主要的机械构成部分，在长期的运转构成中会出现部件的磨损和老化，有时也会出现螺栓的松动或轴对中偏移等情况，这常见的问题发展到最后将会造成设备故障。当设备一旦被诊断出具有故障发生的可能性，智能监测系统就会产生自动报警，在提示的同时通过数据分析判断出故障产生的具体原因，避免故障的发生导致生产环节的中断，甚至能够避免人员和设备的安全事故，起到降低运行和维护成本的作用。
3.2超声波探伤技术
超声波探伤技术利用了超声波能够穿透金属部件的特性，通过超声波在不同截面穿过时发出的反射信息判断机械零部件是否存在损伤。超声检测对机械零部件的厚度具有一定的要求，并且表面的粗糙度要符合检测范围，在临近于零部件表面距离一定范围的缺陷无法准确判断。而且在检测中需要具有检测样件才能够便于参数的比较。
3.3射线监测技术
射线检测利用了射线源能不同程度地透过金属材料，对照相胶片产生感光作用，能够准确判断出隐患存在的位置、大小等。这种技术能够对机械零部件内部缺陷影响进行直接观察，能够形成准确的定性分析。射线检测使用范围较广，但是这种技术也存在缺陷，更适合对厚度较大的部件进行监测，而且，射线检测设备价格较高，射线对人体健康也会产生影响。
3.4润滑油磨粒监测与诊断
机械设备在运行的过程中，部分零部件可能会因为磨损程度过于严重而导致失效。机械零件出现磨损时，会产生磨粒，其中隐含着大量与设备运行状态有关的信息，通过对机械设备润滑油中的磨损颗粒进行监测，并对其成分、形貌、尺寸等指标进行分析，可以判断出机械设备的磨损程度，从而为故障诊断提供依据。由于机械设备的磨损状态具有复杂性的特点，致使磨损颗粒的分析结果会受到一些因素的影响，如工况、运行环境等等，因此，需要对磨损颗粒进行在线监测，借助传感器和通信网络，将现场采集到的信息传给计算机系统，确保分析结果的准确性。
4结语
机械设备故障诊断技术对于了解和掌握机械设备在使用过程中的状态，确定其整体或局部是否正常，早期发现故障及原因并预报故障发展趋势具有重要的指导意义，对矿山作业的安全生产提供了可靠保障。
参考文献：
[1]李强，张洛平.状态监测与故障诊断技术在矿山提升设备上的应用[J].煤矿机械，2009，（3）.
[2]阴妍，鲍久圣.机械设备状态监测及故障诊断综述[J].煤矿机械，2004，（5）.
[3]赵磊.浅谈机械设备状态故障与监测[J].中小企业管理与科技，2009，（6）.