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法、光譜分析法 和鐵譜分析法等。大量統(tǒng)計資料表明，磁塞檢測和光譜分析分別只適用于檢測尺寸較大（≥ 100μm）和極微小磨粒（≤10μm），而大多數(shù)機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）包含了對于磨損狀態(tài)的識別和故障原因 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磨粒尺寸敏感范圍的比較。 　　圖1　 各種油樣分析方法的檢測結(jié)果（略） 　　2　鐵譜監(jiān)測技術(shù)診斷原理及其在煤礦設(shè)備工況監(jiān)測中的作用 　　礦山機械設(shè)備零部件的磨損失效是影響機器正常運行的主要故障之一。在機械 設(shè)備中，施加 于運動部件表面間的潤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，也會 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滑油（或液壓油及其它潤滑劑）中的鐵質(zhì)磨粒 分離出來（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)行檢測和分析）。利用加裝在鐵譜顯微鏡上的光密度計， 還可以對譜片上大小磨粒的相對含量進(jìn)行定量分析。磨擦學(xué)的研究表明，磨粒的類別和數(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)展趨勢及產(chǎn)生的原因等方面能發(fā)揮全面的作用。 　　鐵譜監(jiān)測技術(shù)在設(shè)備故障診斷中占有重要的地位，特別是對低速回轉(zhuǎn)機械及往復(fù)機械來說 ，利用振動和噪聲監(jiān)測技術(shù)判斷故障較為困難，鐵譜分析就成為首選手段。煤礦機械，無論 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，還伴隨有強烈的撞擊和振動，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，因此通過采集機械中的潤滑油（或液壓油）對其進(jìn)行鐵 譜分析來監(jiān)測機械傳動系統(tǒng)（或液壓系統(tǒng)）的運行工況是煤礦機械故障診斷的重要手段。 　　3　 鐵譜監(jiān)測程序 　　鐵譜監(jiān)測流程圖如圖2所示。 　　圖2　鐵譜監(jiān)測流程圖（略） 　　對于旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀由于有3個環(huán)形磁場，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)分別對應(yīng)于大、中、小磨粒濃度的光密度計讀數(shù)。 　　4　　煤礦機械鐵譜監(jiān)測實例 　　4．1 大同礦務(wù)局云崗礦開展采煤機鐵譜監(jiān)測實例 在ＡＭ500采煤機上累計采樣1000多次，經(jīng)鐵譜分析提出許多有價值的建議。 一次通過雙光顯微鏡對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。通過光密度計發(fā)現(xiàn)磨粒濃度呈上升趨勢，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。另一次對采煤機右搖臂的油樣進(jìn)行分析時發(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，說明油液污染嚴(yán)重，經(jīng)及時更換，避免了嚴(yán)重事故的發(fā)生。  　　4．2　 開灤礦務(wù)局開展鐵譜監(jiān)測實例 荊各莊礦在對其主井提升機進(jìn)行鐵譜監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)油樣中出現(xiàn)大量的5μm左右巴氏合金 磨粒，同時伴有少量切削磨粒，表明該機軸瓦已處于破壞性磨損的臨界狀態(tài)。兩天后，該機 發(fā)生突然停機故障。經(jīng)拆機發(fā)現(xiàn)，軸瓦已嚴(yán)重磨損，充分證明鐵譜監(jiān)測的結(jié)果與實際工況是 相吻合的。 趙各莊礦帶式輸送機的1號減速箱在一次取油樣中發(fā)現(xiàn)大量球形顆粒，判斷為滾動軸承工作 不正常，后經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)第二軸滾動軸承的軸承架已磨損，出現(xiàn)了事故隱患。由于預(yù)報和處理 及時，防止了由此產(chǎn)生的停機事故。 　　4．3　 太原煤炭氣化總公司開展鐵譜監(jiān)測實例 自1992年7月以來對其焦化廠離心鼓風(fēng)機、煤氣廠煤壓機及選煤廠振動篩等重點專用設(shè)備進(jìn) 行了鐵譜監(jiān)測 ，確保了煤氣的正常供應(yīng)和企業(yè)的正常生產(chǎn)。例如，針對煤壓機電機軸承頻 繁損壞（平均每2個月報廢一個軸承）的情況，對其油樣進(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)判斷分析是電機軸承潤滑不良導(dǎo) 致電機軸承產(chǎn)生疲勞破壞。及時進(jìn)行了軸承供油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)改造，改造后一年多，電機軸承運 行良好。 　　5　 結(jié)論 我國煤炭行業(yè)開展鐵譜監(jiān)測技術(shù)十幾年來，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，如大同云崗礦綜采二 隊，開展鐵譜監(jiān)測技術(shù)以來使突然停機事故從1990年的112%下降到1997年的036%,節(jié)省 配 件消耗近60萬元,減少誤產(chǎn)損失、多出煤炭近2萬t，創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益近100萬元。理論和實踐證 明,鐵譜監(jiān)測技術(shù)是煤礦機械工況監(jiān)測和預(yù)知維修行之有效的重要手段,應(yīng)重點發(fā)展和推廣使 用,并使其在實踐中不斷發(fā)展和完善。 　　 參考文獻(xiàn) 1　廖伯瑜.機械故障診斷基礎(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. 信息來源于：中國煤炭