矿井提升机减速器故障诊断与应用分析

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　　摘  要：减速器是矿井提升机的重要部分，对提升机的良好运行起到关键作用，只有全面确保技术规程，才能实现其运行，确保提升质量与安全。减速器在运行过程中，容易出现故障，只有全面做出正确的诊断，才能保证稳定运行。故障分析较为复杂，要利用仪器仪表才能检测得到，对相关采集的数据进行小波分析法加强故障判断，只有这样，才能实现故障科学诊断，维护设备的良好运行。文章对减速器故障诊断应用问题进行了探讨，为相关工作的开展提供参考。
　　关键词：矿井提升机;减速器;故障诊断
　　中图分类号：TD534 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）02-0171-02
　　Abstract： The reducer is an important part of the mine hoist， which plays a key role in the good operation of the hoist. Only by comprehensively ensuring the technical regulations can we realize the operation and ensure the improvement of quality and safety. In the process of operation， the reducer is prone to breakdowns， and only by making a correct diagnosis in an all-round way can the stable operation be ensured. Fault analysis is more complex and can only be detected by instruments. Wavelet analysis is used to strengthen the fault judgment of the relevant collected data. Only in this way can we achieve scientific fault diagnosis and maintain the good operation of the equipment. This paper discusses the application of fault diagnosis of reducer in order to provide reference for related work.
　　Keywords： mine hoist; reducer; fault diagnosis
　　随着生产社会化发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量越来越多，只有全面保证机械设备的稳定运行，才能全面实现生产目标，保证能源充足供给。在矿井作业过程中，需要依靠提升机进行作业，提升机也是矿井开采重要设备之一，矿井提升机安全和可靠运转直接影响到矿井的安全，更关系到井下员工的生命安全，所以说，要全面保证提升机的稳定运行，只有提升机是正常运行，矿山生产才能保证安全，企业生产才能形成效益，使用过程中的安全检测至关重要，所以说，要经常对提升机进行检查和维修，以此，保证生产连续性、稳定性。
　　1 矿井提升机减速器常见故障
　　1.1 齿轮损伤与失效
　　齿轮损伤与失效是最为多见的问题，主要是减速器相关部件出现的问题，在实际工作中，故障表现为齿轮呈现了不规则的开裂和断齿、齿面产生长期作业的疲劳，形成齿面损耗变形等问题。这些问题的产生有着多种成因，有一些齿轮开裂很有可能与铸造出厂的缺陷有关，材料使用不当，工艺流程不规范，很容易在使用中出现问题，同时，也与人为操作不当有直接关系，齿轮使用中来自外部应力大于内部抗拉能力，所以也会出现开裂的情况。设备使用过程中，断齿与机械设备长时间高强度运行，齿轮与齿轮间就会产生连续不断的摩擦力，时间久了，齿轮强度就会相应降低，最后的结果就是齿轮局部断裂。齿面疲劳和损耗也与齿轮间不断滑动摩擦有直接的关系，除了生厂商问题外，还存在轮间润滑不够，导致齿轮承受应力过多，出现了变形的问题。
　　1.2 軸承损伤与失效
　　轴承损伤与失效也是多见的问题之一，处理不当，就会影响到设备的运行，严重的还会出现安全责任事故，这类问题比较隐蔽，一般从外部很难看见，一定要根据轴承运行情况做进一步的确认，从运行状态看，齿轮会出现不规则运行、轴承振动等现象，此时，就需要利用专业仪器仪表进行相关的问题检测，确保及时发现有效处理，维护生产安全。
　　1.3 箱体变形
　　箱体变形主要受到减速器位置移动影响，如果减速器位移了，则会影响到箱体的位置，受到一定的挤压后，箱体也会产生位移，特别是在恶劣工况环境下工作，产生的影响更为严重，进行安装时，减速器箱体吊装不当也会产生变形。
　　1.4 润滑油泄漏
　　润滑油主要是保证各部件间的有效运行，减速箱内装有大量润滑油，在运行过程中，会产生振动，如果箱体密封不严，就会出现润滑油泄露的现象，长期运行，齿轮磨损就会越发的严重，随着运行速度的增加，设备温度就会不断升高，产生噪声。
　　2 矿井提升机减速器故障诊断分析
　　2.1 故障诊断分析
　　 要想全面保证设备的良好运行，则需要通过相关的方法对故障进行排除，有效分析是最为重要的环节。可以结合上述相关问题的分析，拿出切实可行的分析方法。矿井提升机减速器是重要的设备之一，在运行过程中，很容易受外界因素干扰，出现各种故障，特别是在恶劣工作环境中，更加容易产生故障。面对复杂的减速器结构，我们不能仅靠表面观察来分析故障，那样无法正确分析故障点，也不能准确的进行分析判断，分析不正确就会影响到故障的排除，给设备运行带来巨大的隐患。设备运行过程中，如果出现故障，往往会呈现一些小的问题，产生非平稳振动信号，就表明设备出现了一定的问题，要及时采取措施，有效应对，全面做好故障的检测与排除。如果使用传统时域分析法，是无法快速进行分析的，更难以实现故障信号准确提取和分析，技术上得不到支持。所以说，出现了问题，要采用有效诊断方法对减速器振动信号进行科学的处理，这样，才能精准的对故障进行分析，形成科学的精确诊断，保证减速器良好运行，维护性能稳定，减少矿井生产不安全因素。 　　2.2 故障诊断方法
　　 当前，最为有效的分析方法是小波分析法，这种方法是多种学科的综合运用，对故障的分析有显著的效果。使用这种方法进行分析，可以从基函数角度对信号做进一步的明确分析，吸取变换三角基特点，对短时傅里叶变换中的时移窗函数进行综合性的应用，这样，就能够充分对振荡、衰减基函数进行利用，形成小波分析，得到最终的正确结果。设定a，b（t）为小波基函数，t为时间，a为尺度因子，b为时移参数。如果a在不断增大的前提下，小波函数就会向外不断进行拓展，形成一定量的延展，频谱带随之缩窄，此时也会向低频移动。
　　3 矿井提升机减速器故障诊断应用
　　3.1 故障的基本情况
　　我们以实例进行分析，假设某矿井生产作业使用了型号是2JK3.0×1.5的提升机设备，配备型号是ZSY630的减速器，使用这类设备在矿井下运行，重点运送的是物料和煤炭。减速器包括主轴、联轴器、中间轴、输入轴和电动机等，通过电动机的运转，全面带动联轴器产生机械运动，而主轴装置经联轴器输出轴带动下产生匀速运转，使物料得到了有效提升，完成连续生产作业。
　　3.2 故障的确认情况
　　为了有效排除设备问题，需要在设备运行过程中，全面采取相关的数据，使用精密仪器对设备运行情况进行科学的检测，要把仪器放到指定位置，这样就能够及时发现问题，对真实振动信号进行全面的采集，为设备故障准确判断提供依据。根据设备的运行情况，仪器需要放置在电动机轴承座和齿轮传动等振动明显位置，这样，才能采集到有用的信号，为进一步分析提供良好的依据。另外，为了得到更加精准的数据，还需要设计几个点位，多点位进行信号的收集，比如在与轴承座连接刚度较高位置做信号检测等。要根据转动的情况，做好齿轮传动位置记录，确保测量精准，这样，获得的检测结果才符合实际工况要求。用BZ-8710A便携式测振仪，提前做好设备检测，保证性能良好，通过对振动速度均方根值检测，获得设备不同方向振动烈度大小。通过有效的减速器故障分析，全面提取故障类型、位置，确保不安全因素得到及时快速地消除，维护生产安全。
　　3.3 故障诊断情况
　　传统的分析方法以检测点振动加速器时域波形信号进行分析，全面做好故障的诊断，经过傅里叶变换能够全面的获得频域波形信号状态。在实际的检测过程中，面对的情况更加复杂，也就是说，在设备运行过程中，所获取的数据是多变的，时域波形和频域波形相对杂乱，无法快速正确的从中获得故障频率、幅值等有价值的信息，这也就给分析造成了一定的难度。通过小波分析法进行信号同态解调谱分析，能够使各种调制成分的分析，也能够对关键信息进行快速的采集，有利于对故障快速进行分析，拿出可行的解决方式。小波分解方法实现了振动信号三层分解，一层是信号分解为0和1频段，二层是0频段分解成00和01频段，三层是对00频段分解得到000频段和001频段。
　　3.4 故障原因分析
　　  小波分析法能够对采集到的减速器振动信号做全面系统分析，能够进一步发现减速器一级齿轮副齿轮存在的一般性故障。进行检测时，需要对减速器拆卸，如果出现齿轮磨损，则表明齿面位置产生疲劳。此时，还需要做精细的分析。对故障点进行更加明确的诊断，通过故障进一步的分析发现，提升机长期超负荷运行，这种状态下，设备很难不出现问题，這就直接造成了齿轮强度和承载能力不断降低，小毛病变成了大问题，最终引发设备整体故障。所以说，小波分析法能够快速精准的对减速器异常噪声和振动现象进才分析。对振动烈度信号做同态解调，由此得到故障问题。
　　3.5 故障优化策略
　　 根据上述的故障成因分析与诊断，需要针对问题点做好问题解决，及时处理好减速器故障，确保设备良好运转，有效避免安全问题再次出现。齿面疲劳时，如果时间不长，可通过打磨圆滑点蚀坑边缘方法做好性能上的提升，进一步改进运行效果，通过减少齿轮间磨损，保证运行效率。如果齿轮裂纹，则需要把裂纹金属磨干净，为了避免问题扩散，需要用硬齿面齿轮对齿轮承载能力做全面提升，维护齿轮强度，适合高负荷运行条件。与厂家联络，保证齿轮材料质量，选择强度高、力学性能佳、韧性好的材料进行生产，利用热处理工艺全面保证质量。
　　4 结束语
　　只有全面做好减速器故障诊断与分析，才能维护生产安全。要充分认识到减速器的危害，加强对减速器常见故障控制，通过合理科学的分析，收集振动信号，精准分析设备故障类型、部位，从而提出优化策略，做好有效的故障预防和处理，为矿井安全作业提供良好的保障。
　　参考文献：
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