1　引言 　　目前研究設(shè)備磨損情況的主要方法是油樣分析法。油樣分析法包括磁塞檢測(cè)法、光譜分析法 和鐵譜分析法等。大量統(tǒng)計(jì)資料表明，磁塞檢測(cè)和光譜分析分別只適用于檢測(cè)尺寸較大（≥ 100μm）和極微小磨粒（≤10μm），而大多數(shù)機(jī)器失效期磨粒特征尺寸多在20～200μm 之間。鐵譜分析的磨粒尺寸（01～1000μm）包含了對(duì)于磨損狀態(tài)的識(shí)別和故障原因 的 診斷具有特殊意義的這一尺寸范圍，從而通過(guò)應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)正確判斷磨損狀態(tài)奠定了基 礎(chǔ)。 圖1為各種油樣分析方法對(duì)磨粒尺寸敏感范圍的比較。 　　圖1　 各種油樣分析方法的檢測(cè)結(jié)果（略） 　　2　鐵譜監(jiān)測(cè)技術(shù)診斷原理及其在煤礦設(shè)備工況監(jiān)測(cè)中的作用 　　礦山機(jī)械設(shè)備零部件的磨損失效是影響機(jī)器正常運(yùn)行的主要故障之一。在機(jī)械 設(shè)備中，施加 于運(yùn)動(dòng)部件表面間的潤(rùn)滑油不但減少了這些零部件的摩擦和磨損，而且隨著它的流動(dòng)，也會(huì) 不斷地把零部件磨損的產(chǎn)物——磨屑帶離摩擦表面，使這些磨屑懸浮于油液中。鐵譜診斷技 術(shù)的基本原理和方法就是用磁性方法把混于潤(rùn)滑油（或液壓油及其它潤(rùn)滑劑）中的鐵質(zhì)磨粒 分離出來(lái)（采用鐵譜儀），并按其尺寸大小依次、不重疊地沉淀到一塊透明的基片上（即 制作譜片），在顯微鏡下或用肉眼直接觀察，以進(jìn)行定性分析（指對(duì)磨粒的形態(tài)特征、尺寸 大小及其差異等表面形貌及成分進(jìn)行檢測(cè)和分析）。利用加裝在鐵譜顯微鏡上的光密度計(jì)， 還可以對(duì)譜片上大小磨粒的相對(duì)含量進(jìn)行定量分析。磨擦學(xué)的研究表明，磨粒的類(lèi)別和數(shù)量 的多少及增加的速度與摩擦面材料的磨損程度及磨損速度有直接的關(guān)系；而磨粒的形態(tài)、顏 色及尺寸等則與磨損類(lèi)型、磨損進(jìn)程有密切關(guān)系。因此鐵譜分析法在判斷磨損故障的部位、 嚴(yán)重程度、發(fā)展趨勢(shì)及產(chǎn)生的原因等方面能發(fā)揮全面的作用。 　　鐵譜監(jiān)測(cè)技術(shù)在設(shè)備故障診斷中占有重要的地位，特別是對(duì)低速回轉(zhuǎn)機(jī)械及往復(fù)機(jī)械來(lái)說(shuō) ，利用振動(dòng)和噪聲監(jiān)測(cè)技術(shù)判斷故障較為困難，鐵譜分析就成為首選手段。煤礦機(jī)械，無(wú)論 是固定設(shè)備還是采掘設(shè)備，大多屬低速、重載設(shè)備，有的還是行走設(shè)備，井下環(huán)境特別惡劣 ，除 大量的粉塵和煤塵外，還伴隨有強(qiáng)烈的撞擊和振動(dòng)，不僅安裝在線的儀器和傳感器困難，而 且傳感器還要求是本安型或防爆型，因此通過(guò)采集機(jī)械中的潤(rùn)滑油（或液壓油）對(duì)其進(jìn)行鐵 譜分析來(lái)監(jiān)測(cè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)（或液壓系統(tǒng)）的運(yùn)行工況是煤礦機(jī)械故障診斷的重要手段。 　　3　 鐵譜監(jiān)測(cè)程序 　　鐵譜監(jiān)測(cè)流程圖如圖2所示。 　　圖2　鐵譜監(jiān)測(cè)流程圖（略） 　　對(duì)于旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀由于有3個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)，其定量分析式為： SR=AL2-（AM+AS）2 　　式中：SR為定量鐵譜參數(shù)，即磨損度烈度； AL、AM、AS為旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀外環(huán)、中 環(huán)、內(nèi)環(huán)分別對(duì)應(yīng)于大、中、小磨粒濃度的光密度計(jì)讀數(shù)。 　　4　　煤礦機(jī)械鐵譜監(jiān)測(cè)實(shí)例 　　4．1 大同礦務(wù)局云崗礦開(kāi)展采煤機(jī)鐵譜監(jiān)測(cè)實(shí)例 在ＡＭ500采煤機(jī)上累計(jì)采樣1000多次，經(jīng)鐵譜分析提出許多有價(jià)值的建議。 一次通過(guò)雙光顯微鏡對(duì)行走齒輪箱的油樣譜片進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)有許多不正常的金屬片狀、塊 狀磨粒，部分磨粒達(dá)40～60μm。通過(guò)光密度計(jì)發(fā)現(xiàn)磨粒濃度呈上升趨勢(shì)，且磨粒具 有疲勞磨損期的特征，可能是齒面疲勞磨損所致。經(jīng)檢修齒輪箱，發(fā)現(xiàn)是馬達(dá)軸出現(xiàn)疲勞斷 裂。另一次對(duì)采煤機(jī)右搖臂的油樣進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)SR高達(dá)831，但經(jīng)顯微鏡觀察鐵磁 磨粒的數(shù) 量并未增加，而是污染物大增，說(shuō)明油液污染嚴(yán)重，經(jīng)及時(shí)更換，避免了嚴(yán)重事故的發(fā)生。  　　4．2　 開(kāi)灤礦務(wù)局開(kāi)展鐵譜監(jiān)測(cè)實(shí)例 荊各莊礦在對(duì)其主井提升機(jī)進(jìn)行鐵譜監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)油樣中出現(xiàn)大量的5μm左右巴氏合金 磨粒，同時(shí)伴有少量切削磨粒，表明該機(jī)軸瓦已處于破壞性磨損的臨界狀態(tài)。兩天后，該機(jī) 發(fā)生突然停機(jī)故障。經(jīng)拆機(jī)發(fā)現(xiàn)，軸瓦已嚴(yán)重磨損，充分證明鐵譜監(jiān)測(cè)的結(jié)果與實(shí)際工況是 相吻合的。 趙各莊礦帶式輸送機(jī)的1號(hào)減速箱在一次取油樣中發(fā)現(xiàn)大量球形顆粒，判斷為滾動(dòng)軸承工作 不正常，后經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)第二軸滾動(dòng)軸承的軸承架已磨損，出現(xiàn)了事故隱患。由于預(yù)報(bào)和處理 及時(shí)，防止了由此產(chǎn)生的停機(jī)事故。 　　4．3　 太原煤炭氣化總公司開(kāi)展鐵譜監(jiān)測(cè)實(shí)例 自1992年7月以來(lái)對(duì)其焦化廠離心鼓風(fēng)機(jī)、煤氣廠煤壓機(jī)及選煤廠振動(dòng)篩等重點(diǎn)專(zhuān)用設(shè)備進(jìn) 行了鐵譜監(jiān)測(cè) ，確保了煤氣的正常供應(yīng)和企業(yè)的正常生產(chǎn)。例如，針對(duì)煤壓機(jī)電機(jī)軸承頻 繁損壞（平均每2個(gè)月報(bào)廢一個(gè)軸承）的情況，對(duì)其油樣進(jìn)行了鐵譜分析，發(fā)現(xiàn)譜片上有接 近中量的正常磨粒（<15μm），有接近少量的切削磨粒，少量的疲勞剝塊（16 ～30μm ） ，接近中量的層狀磨粒（<4 6μm），還有接近少量的深色金屬氧化物和摩擦聚合物，以及 少量直徑小于 3μm的球狀顆粒和煤屑沙粒等其它雜質(zhì)，經(jīng)判斷分析是電機(jī)軸承潤(rùn)滑不良導(dǎo) 致電機(jī)軸承產(chǎn)生疲勞破壞。及時(shí)進(jìn)行了軸承供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改造，改造后一年多，電機(jī)軸承運(yùn) 行良好。 　　5　 結(jié)論 我國(guó)煤炭行業(yè)開(kāi)展鐵譜監(jiān)測(cè)技術(shù)十幾年來(lái)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，如大同云崗礦綜采二 隊(duì)，開(kāi)展鐵譜監(jiān)測(cè)技術(shù)以來(lái)使突然停機(jī)事故從1990年的112%下降到1997年的036%,節(jié)省 配 件消耗近60萬(wàn)元,減少誤產(chǎn)損失、多出煤炭近2萬(wàn)t，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益近100萬(wàn)元。理論和實(shí)踐證 明,鐵譜監(jiān)測(cè)技術(shù)是煤礦機(jī)械工況監(jiān)測(cè)和預(yù)知維修行之有效的重要手段,應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展和推廣使 用,并使其在實(shí)踐中不斷發(fā)展和完善。 　　 參考文獻(xiàn) 1　廖伯瑜.機(jī)械故障診斷基礎(chǔ).北京：冶金工業(yè)出版社，1995，147～148. 2　李紀(jì)等.礦山設(shè)備性能測(cè)定與狀態(tài)診斷技術(shù).北京：煤炭工業(yè)出版社.1996，33 7～342. 信息來(lái)源于：中國(guó)煤炭