基于故障风险的矿山机械机会维修策略研究论文

 

　　关键词：矿山机械,故障风险,机会维修

 

 

　　机会维修指的是在生产活动中，利用生产淡季或者节假日停机检修的机会，对设备进行预防性维修和事后维修。其中事后维修也称之为修复性维修，指的是在故障发生后再展开维修，预防性维修则指的是在故障发生前提前展开维修养护，以此来避免故障的发生，但是预防性维修存在一定的无序性，可能导致预防性维修措施的应用效果较差。虽然在一般情况下无法将预防性维修和事后维修进行有效结合，因为事后维修是突发性的，而预防性维修则是提前计划实施的，所以二者同步开展，可能会出现交叉冲突的情况。但是在部分特定条件下可以避免上述问题，现阶段大部分机械设备都会采用并联冗余系统来提高设备系统的运行可靠性，在系统中多个相同或者相似的冗余部件，所有部件并行连接，这样在运行过程中，即便某个部件出现故障，其他部件也可以接管其工作负载，从而保持系统的连续运行。并且对于故障部件也可以在系统运行的过程中同步进行维修更换，无需停机修复。这样就可以将出现故障的部件保留到下一次预防性维修的时间再进行修复，这样就可以在同一次进行多个部件的修复，节约维修费用，提高维修效率。机会维修正是建立在该原理的基础之上。但是在机会维修措施应用过程中，需要与生产计划、设备维护计划等进行有机结合，制定合理的维修计划和方案，这样才可以获得更加良好的应用效果。

 

 

　　基于故障风险的机会维修是建立在故障风险概率分布和机会维修策略的基础之上，在具体应用中通过评估设备的故障风险概率分布，一方面，将设备的维修和更换活动安排在故障风险较低的时机进行，另一方面，则通过风险预测提前进行预防性维修措施和计划的制定实施，以降低维修成本、提高设备的可靠性和使用寿命。该方法在矿山机械设备维护检修中的应用优势，具体体现在以下几点。

 

　　第一，提高机械设备的运行稳定性，降低故障风险。根据设备的故障风险分布情况，可以制定相对应的维修策略和计划。对于高风险的设备部件，可以采用预防性维修策略，通过定期进行检测，可以及时发现潜在的故障问题，并进行相应的维修或更换，避免设备在运行中出现故障导致生产停顿或安全事故；对于低风险的设备部件，则可以通过安排合适维修时机进行全面检修和维护。

 

　　第二，降低维修成本。基于故障风险的机会维修策略能够根据设备的实际运行状况和故障风险概率分布，合理安排维修时机和维修内容，避免了不必要的预防性维修和更换，从而降低了维修成本，减少生产停顿时间。

 

　　第三，延长设备使用寿命。基于故障风险的机会维修策略，不仅关注机械设备在现阶段的运行情况，还从机械设备的全生命周期运行入手，对设备进行全面的故障风险评估和维修管理，这样就可以确保设备在使用过程中得到最佳的维护保养。从而延长设备的使用寿命。

 

　　第四，提高矿山生产效率和经济效益。通过应用基于故障风险的机会维修策略，能够有效减少机械设备故障停机时间，从而减少机械设备停机所造成的损失，提高矿山的生产效率和经济效益。

 

　　因此，在现阶段需要充分认识到机会维修策略在矿山机械维护检修中的重要性，结合矿山机械风险，合理进行相关机会维修策略和措施的制定。

 

 

　　在矿山机械的运行过程中，会因为多方面因素出现不同类型的故障风险。这些故障不仅会影响设备的性能，还可能引发安全事故。因此，了解这些故障类型及其产生的原因，对于制定有效的维修策略至关重要。现阶段常见的故障有以下几种。

 

　　（1）磨损故障。磨损是矿山机械中最常见的故障之一。由于长时间的高强度运行和摩擦，机械设备中的各零部件都会出现老化磨损原有的尺寸、形状或者表面质量等都会降低，致使机械配件的间隙扩大，运行性能降低。磨损故障通常发生在轴承、齿轮、链条等关键部位。

 

　　（2）腐蚀故障。矿山机械通常在恶劣的环境中工作，如酸性矿井水、盐雾、氧化性气体等，这些因素可能导致机械部件受到化学腐蚀和电化学腐蚀，从而损坏部件的结构和性能。腐蚀故障通常出现在金属设备的表面。

 

　　（3）断裂故障。断裂故障通常是由于疲劳、应力集中或材料缺陷等原因引起的。长时间的高负荷运行和反复的应力变化可能导致机械部件疲劳断裂。与此同时，设计或制造过程中的应力集中也可能导致部件在局部区域出现高应力，进而引发断裂。断裂故障多发生在机械设备的轴、轮毂、叶片等部位。比如，在采矿过程中，矿车的车轮、轴承等部位长期承受高负荷运转，容易发生疲劳断裂。

 

　　（4）液压故障。矿山机械中液压系统最为重要的组成部分，如果液压系统出现问题，会严重影响机械设备的运行安全和效率。液压系统故障原因一般是由液压油污染、油温过高和液压元件损坏等原因所造成的。并且液压系统故障还可能引发其他异常声响或振动，如溢流阀的工作声响、气蚀声等，如果在机械设备运行中出现上述异响或者振动，就需要及时进行检查检修。

 

　　（5）电气故障。电气系统作为机械中最为重要的一部分，与机械设备的运行操作密切相关，然而电气系统在运行中也可能会出现各种故障。比如过载电流可能导致电线过热、绝缘材料老化，甚至引发火灾；短路可能造成电气元件的烧毁；绝缘不良可能导致电气系统性能下降或触电危险。

 

 

 

　　机会维修策略的制定需要建立在相关机械故障风险信息的基础之上，因此在机会维修工作中，需要提前做好矿山机械故障风险的评估，确定各类风险因素的影响权重。在具体工作中需要先确定影响矿山机械故障风险的各种因素，如机械的年龄、运行时间、维护状况、工作环境等；然后再针对每个因素进行深入分析，确定影响权重，准确掌握每个因素对故障风险的影响程度；之后再根据各种因素的状态，制定相应的评估标准，如良好、一般、较差等，最后再根据权重和评估标准，将矿山机械的故障风险划分为高、中、低等不同等级。这样就可以明确各类风险因素的影响，为维修策略的制定提供可靠依据。在具体评估过程中，设定评估因素、评价标准和权重，将每项评估项目的评分与权重相乘，然后将不同评估项目的评分相加就得到总分数，如果经计算总分数<6分为低风险；总分在6分～9分之间为中风险；总分大于9分为高风险。

       4.2根据故障类型，合理选择维护时机

 

　　在矿山机械日常维护中，部分部件的故障相对较小，如果直接进行更换会增加维护成本，同时还会影响矿山的正常生产，所以可以在维修中需要根据故障的类型合理选择维护的时机。根据故障的影响程度和损伤程度进行分类，比如可以分为Ⅰ型故障和Ⅱ型故障，前者故障影响相对较小，只是某个零部件出现损坏，在维修时只需更换相关零部件即可，也就是进行最小修复；而后者则是因为老化疲劳或者其他机械断裂所造成的严重故障，对于这类故障必须进行完全修复更换，这样才能够确保机械设备的安全运行。

 

 

　　为了确保机械设备的正常运行，必须制定详细的维护计划和流程。维护计划的制定需要从预防性维护和事后维护两方面入手。

 

　　首先，预防性维护需要结合设备设施的运行情况和使用频率来进行制定，比如定期检查、更换磨损部件、润滑管理等措施开展，同时还需要详细说明各项管理措施的内容和要求，比如对于设备的润滑管理，需要明确润滑油的种类、加注量、加注周期等，以确保设备的润滑状态良好；对于设备的更换磨损部件，需要制定相应的更换计划和方案，明确更换的时间、部位、方法等，以确保设备的正常运行。再比如，在冬季在胶带机上安装防冻粘系统，在滚筒处安装螺旋清扫器，可以很好地保证胶带机带面、滚筒不结冰，有效控制胶带机回煤，从而减少胶带机沿线的煤尘污染。胶带机防冻粘系统由防冻粘溶液搅拌池、溶液净化池、变频器计量泵、空压机、加压泵、反冲洗过滤器、自动上料机、搅拌机、液位及温度湿度传感器、胶带启停装置、喷雾控制电磁阀等部分组成。胶带承载物料前，根据不同气温条件，为胶带承载面喷洒不同浓度的专用防冻液，使胶带与物料之间形成一层均匀细密的防冻粘隔离层，达到冬季胶带带面防冻粘的目的。同时还能将原有的冻粘或板结物料解冻，通过清扫器将胶带表面解冻的物料清扫干净，由下一段胶带输送机运走，减少胶带机在回程段的落料。

 

　　其次，对于事后维护则需要制定对各类故障的维护处理措施和应急预案，不同故障需要采取不同的处理措施，比如对于电气故障需要检查电路、更换电气元件等；对于机械故障需要检查机械部件、更换磨损件等。同时还需要制定相应的故障诊断和排查流程，以便快速定位故障原因，采取有效的处理措施。除此以外，为了确保维护工作的效率和质量，还需要做好机械设备维修维护记录的管理，构建相对应的机械设备维修维护数据库。一方面，需要详细记录设备的故障现象、处理措施、更换部件等信息，以便对设备的运行状况进行跟踪和分析；另一方面，则需要做好对相关信息的更新、储存和分析，根据机械设备的维修维护记录来寻找故障原因，分析故障规律，从而为机械设备的维护管理提供参考依据。

 

 

　　为了更好发挥机会维修模式的应用效果，降低矿山机械故障风险，必须构建起相对应的故障预警系统，实时监测机械设备的运行状态，及时发现矿山机械设备运行中的异常情况，为维修监护工作的开展提供依据参考。在具体工作中，需要根据矿山机械设备的特性和关键参数，合理选择相应的传感器设备和监测设备，比如对于设备的振动频率或者幅度可以采用振动传感器进行检测；温度则可以采用温度传感器进行在线检测；压力状态则可以通过压力传感器进行检测；对于电压、电流、功率等则可以通过电参数传感器来识别各类电器故障或者异常。与此同时，还需要引进先进的人工智能技术和信息化技术，通过故障智能在线监测系统来采集和处理传感器所得到的数据，通过与相关参数的正常值比较，就可以及时找出异常情况并作出预警，提醒相关操作人员处理故障。需要注意的是，为了确保故障预警系统的准确性和可靠性，需要定期对传感器和监测设备进行校准和维护，同时也需要对数据分析软件或算法进行更新和优化，以提高预警系统的准确性和及时性。

 

 

　　检修维护计划和措施只有落实到具体工作之中，才能够确保矿山机械设备的安全稳定运行。因此在检修维护工作中，必须制定明确的责任机制和考核奖惩机制，根据机械设备的种类、数量和规模，合理划分维护检修责任区域，并确定责任人，对责任人的日常工作要求和工作责任进行明确说明。同时还需要制定相对应的奖惩考核标准，定期对各责任人的工作情况进行评估，并根据考核评估结果作出奖励或者处罚。再者，还需要定期对检修维护工作中的问题进行集中讨论和分析，共同解决维护检修中存在的问题，持续改进维修策略。除此以外，还需要做好对检修维护工作人员的培训，结合不同设备的检修维护技巧、检修维护计划等展开相对应的专题培训，聘请专家或者高水平技术人员举办讲座，不断提升检修维护工作人员的综合能力水平。

 

　　另外，针对机械设备自身结构也需要实现大力革新和改造，切实提高机械设备的整体性能，避免机械设备在实际运行过程中磨损过于严重，也会很大程度上降低设备故障发生概率，即便故障，维修也更加方便快捷，不需要相关维修工作人员花费大量精力和时间去维修。同时，也需要进行必要的更新和优化，应当将陈旧落后的设备部件进行更换，在很大程度上可以提高设备的整体运行性能，同时也可以促使维修次数大幅度减少。通过采取现代化科学技术针对设备进行合理的更新和改造，同时建立健全相对完善的维修管理制度以及维修标准，这样即便机电设备发生故障问题之后也有充足的准备，可以采取合理科学措施进行维修，让设备可以尽快恢复正常安全的运行。

 

 

　　针对矿山机械维修成本高、不同故障造成损失不同等问题，提出考虑故障风险的机会预防性维修策略，为了使矿山机械故障损失考虑更加全面、科学，分析故障对生产、维修、安全等造成的影响。

 

　　本文深入分析了基于故障风险的矿山机械机会维修策略，在矿山机械运行维护中，需要深入分析相关故障风险，做好故障风险的评估，并合理选择维护的时机不断完善现有维护和检修体系，加强检修维护管理，尽可能降低矿山机械设备在运行中的故障风险，确保矿山机械设备的安全稳定运行。

 

　　确定故障损失的评价指标及其评分标准和权重，建立故障风险评价模型。在此基础上，为了减少维修停机次数，降低成本，建立基于故障风险的多部件机会预防维修策略模型，应用遗传算法进行求解，得到最佳预防机会维修计划。以某矿业公司矿山装载机为算例进行应用分析，结果表明构建的模型与不考虑故障风险的机会维修相比，总维修费用节省。