故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

摘 要：本文主要分析了故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了幾種在煤礦機(jī)電設(shè)備中可以有效應(yīng)用的故障診斷技術(shù)，這些技術(shù)不僅能夠克服現(xiàn)有煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，而且具有多種特有的價(jià)值和優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用研究，以期為煤礦的安全生產(chǎn)提供可靠的保障，創(chuàng)造出最大化的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：故障診斷技術(shù);煤礦機(jī)電設(shè)備;應(yīng)用方法;分析研究

近些年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，煤炭行業(yè)也獲得了迅速的發(fā)展進(jìn)步，在煤炭的開(kāi)采生產(chǎn)中，煤礦機(jī)電設(shè)備是十分重要的，是煤炭生產(chǎn)開(kāi)采工作的物質(zhì)基礎(chǔ)和必要的前提條件，對(duì)于煤炭開(kāi)采有著至關(guān)重要的影響。當(dāng)前我國(guó)煤礦的生產(chǎn)開(kāi)采逐漸走向自動(dòng)化和機(jī)械化，煤礦機(jī)電設(shè)備的使用數(shù)量和規(guī)模也在此情況下不斷增加和擴(kuò)大，但是煤礦機(jī)電設(shè)備使用頻率的增加也使得其出現(xiàn)故障問(wèn)題的次數(shù)增多。故障診斷技術(shù)能夠保障煤礦機(jī)電設(shè)備良好穩(wěn)定運(yùn)行工作，作用巨大。因此，文章對(duì)故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，有著現(xiàn)實(shí)的價(jià)值和意義。

1 故障診斷技術(shù)概述

對(duì)故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行分析，首先應(yīng)對(duì)故障診斷技術(shù)有著一定的認(rèn)知與了解。文章本部分將對(duì)故障診斷技術(shù)進(jìn)行概述，從故障診斷技術(shù)構(gòu)成、基本方法、具體技術(shù)、故障診斷內(nèi)容等方面進(jìn)行探析。

1.1 故障診斷技術(shù)構(gòu)成

故障診斷技術(shù)一般而言包括信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理、狀態(tài)識(shí)別、預(yù)測(cè)和決策等幾個(gè)方面。信號(hào)檢測(cè)是故障診斷技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的第一個(gè)步驟過(guò)程。設(shè)備狀態(tài)信號(hào)時(shí)設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行設(shè)備信息分析和判別的最主要載體，因此，設(shè)備需要選擇諸如振動(dòng)、噪聲、光亮等便于診斷的狀態(tài)信號(hào)，從而能夠真實(shí)及時(shí)客觀地反映出設(shè)備的工作狀態(tài)。信號(hào)處理則是在設(shè)備綜合信號(hào)中，將反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)的信號(hào)進(jìn)行提取，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行精簡(jiǎn)，從而提高診斷的精確度和可靠性。狀態(tài)識(shí)別是對(duì)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析和對(duì)比，通過(guò)技術(shù)識(shí)別設(shè)備的工作狀態(tài)，確定是否存在故障問(wèn)題情況，以及對(duì)故障位置、原因、程度等進(jìn)行初步分析。最后是預(yù)測(cè)和決策，預(yù)測(cè)是對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備尚未發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行提前分析與估測(cè)，從而預(yù)測(cè)故障大致發(fā)生的時(shí)間、部位、原因等，在此基礎(chǔ)上做出合理的預(yù)報(bào)。決策是對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的故障診斷進(jìn)行決定，采取相應(yīng)的預(yù)防和故障問(wèn)題處理措施。

1.2 故障診斷的基本方法

故障診斷的基本方法主要是兩個(gè)步驟方面，第一個(gè)方面是故障信息的采集工作，第二個(gè)方面時(shí)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷。故障信息的采集是故障診斷技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行診斷時(shí)的第一步，只有采集到正確可靠的設(shè)備信息，才能夠在此基礎(chǔ)上對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行正確地分析、判斷和解決處理。故障診斷信息的采集，一般可以采用以下方法：第一種為直接觀察法，即煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行工作狀態(tài)進(jìn)行判斷的方法。第二種為噪聲及振動(dòng)測(cè)量判斷法，顧名思義，這一方法是要對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的噪聲或者振動(dòng)的條件進(jìn)行測(cè)量分析，進(jìn)一步進(jìn)行判斷的方法，測(cè)量的方法則可以通過(guò)工作人員的現(xiàn)場(chǎng)感受判斷、頻譜分析、或者部分特殊技術(shù)進(jìn)行。第三種方法為整機(jī)性能測(cè)定法，即對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備整機(jī)的功能進(jìn)行測(cè)定，從而獲得設(shè)備工作運(yùn)行的狀態(tài)信息，將性能的變化與結(jié)果進(jìn)行分析比對(duì)，獲得設(shè)備故障問(wèn)題或者即將出現(xiàn)的故障問(wèn)題的部分信息。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的綜合診斷方法則是多種多樣的，噪聲及振動(dòng)測(cè)量、鐵譜分析、超聲波檢測(cè)等，都是常用的方法手段。但是部分煤礦機(jī)電設(shè)備工作運(yùn)行的環(huán)境復(fù)雜，相關(guān)診斷技術(shù)方法的應(yīng)用受到一定限制，因此需要實(shí)際應(yīng)用煤礦機(jī)電設(shè)備故障綜合診斷專家系統(tǒng)進(jìn)行故障問(wèn)題的分析和處理。

1.3 故障診斷具體技術(shù)

故障診斷具體技術(shù)主要有四種，分別為振動(dòng)診斷、溫度診斷、超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)以及診斷專家系統(tǒng)技術(shù)。振動(dòng)診斷的方法包括簡(jiǎn)易診斷與精密診斷兩種，簡(jiǎn)易診斷是現(xiàn)場(chǎng)工作人員或者維修人員通過(guò)經(jīng)驗(yàn)獲取煤礦機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)信息，對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行判斷。而精密診斷則是通過(guò)相關(guān)的診斷設(shè)備對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和傳輸，通過(guò)計(jì)算機(jī)的分析處理，對(duì)原因進(jìn)行分析的方法，簡(jiǎn)易診斷方便、快捷，但是準(zhǔn)確性較低，且存在諸多問(wèn)題難以判別，而精密診斷則是在簡(jiǎn)易診斷方法不適應(yīng)的前提下，進(jìn)行應(yīng)用的一種手段，其應(yīng)用范圍廣、精確度較高，能夠?qū)S修人員進(jìn)行一定的引導(dǎo)，較為高效。溫度診斷技術(shù)是對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備工作時(shí)溫度的信息與變化信息進(jìn)行分析判斷的一種技術(shù)。通常情況下，煤礦機(jī)電設(shè)備的故障問(wèn)題都會(huì)引起設(shè)備溫度的異常或者變化，因此，可以通過(guò)判斷設(shè)備溫度范圍對(duì)是否出現(xiàn)故障、故障程度等進(jìn)行分析，需要注意的是，為提高這一方法測(cè)量的準(zhǔn)確性，需要將油溫控制在15～27℃。超聲波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是較為先進(jìn)的一種技術(shù)，其靈敏度高，聲波穿透力強(qiáng)，能夠較為輕松和準(zhǔn)確地檢測(cè)到設(shè)備內(nèi)部的零件工作狀態(tài)與故障程度，并為煤礦機(jī)電設(shè)備的維修提供依據(jù)。診斷專家系統(tǒng)則是為復(fù)雜環(huán)境下煤礦機(jī)電設(shè)備故障分析而使用的一種技術(shù)，其能夠避免傳統(tǒng)技術(shù)在復(fù)雜條件下精度不足的問(wèn)題，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的故障做出針對(duì)性、智能化的分析。

1.4 故障診斷基本內(nèi)容

故障診斷基本內(nèi)容包括兩個(gè)部分，第一部分是初級(jí)技術(shù)，即維修員工的簡(jiǎn)易診斷技術(shù)的應(yīng)用，主要是對(duì)設(shè)備故障的性能保護(hù)、早期發(fā)現(xiàn)、工作效率監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行分析和診斷;第二部分是精密技術(shù)，即專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)用精密技術(shù)或?qū)I(yè)精密設(shè)備對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備的故障問(wèn)題進(jìn)行分析、判斷，主要是對(duì)設(shè)備故障的類型、原因、程度、故障發(fā)展趨勢(shì)、故障解決措施等方面進(jìn)行分析和決定。

2 故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

2.1 故障現(xiàn)場(chǎng)初步分析判定

對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備故障問(wèn)題進(jìn)行初步判定，主要是選擇初級(jí)技術(shù)對(duì)故障以及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行大致地分析與判斷，從而為后續(xù)的精密技術(shù)的應(yīng)用以及詳細(xì)分析提供初步的信息數(shù)據(jù)資料。故障現(xiàn)場(chǎng)初步分析判定，一方面能夠及時(shí)地對(duì)故障設(shè)備做出一定分析，減少設(shè)備故障帶來(lái)的損傷和進(jìn)一步的危害危險(xiǎn);另一方面也能夠?yàn)楹罄m(xù)故障處理維修做好一定的準(zhǔn)備和幫助。

2.2 故障診斷技術(shù)在高壓異步電機(jī)故障中應(yīng)用

異步電機(jī)是煤礦生產(chǎn)開(kāi)采中較為容易出現(xiàn)故障的一類設(shè)備，其在工作中出現(xiàn)故障問(wèn)題，容易造成設(shè)備絕緣部分老化脫落，從而影響礦井的正?；夭桑虼诵枰訌?qiáng)對(duì)高壓異步電機(jī)的故障診斷。高壓異步電機(jī)的故障診斷技術(shù)主要為部位放電故障診斷，可以根據(jù)設(shè)備的放電現(xiàn)象對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)，為后續(xù)的檢查與維修提供一定的幫助與指導(dǎo)。

2.3 故障診斷技術(shù)在提升機(jī)故障中應(yīng)用

提升機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要輔助設(shè)備，其工作狀態(tài)同樣會(huì)對(duì)煤礦正常生產(chǎn)帶來(lái)巨大的影響，因此，需要對(duì)提升機(jī)故障診斷工作加以關(guān)注和重視。通常情況下，提升機(jī)故障診斷技術(shù)多選用油質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，利用紅外線熱像儀對(duì)其表層進(jìn)行觀察，對(duì)設(shè)備的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而提高提升機(jī)故障診斷的準(zhǔn)確率，保證故障診斷工作的效率與水平。

2.4 故障診斷技術(shù)在綜掘機(jī)故障中應(yīng)用

綜掘機(jī)時(shí)礦井巷道掘進(jìn)中關(guān)鍵設(shè)備，故障發(fā)生率高，一般而言，綜掘機(jī)的故障診斷技術(shù)，需要綜合、多方面選擇，最佳的方案是同時(shí)應(yīng)用溫度故障診斷技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)等，從而保證在復(fù)雜的環(huán)境下故障診斷工作的高精度、高準(zhǔn)確性，提升故障診斷工作的質(zhì)量水平。

3 總結(jié)

總而言之，煤礦機(jī)電設(shè)備是煤礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵因素條件，在很大程度上影響甚至決定著煤炭的正常生產(chǎn)，對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷，并對(duì)其故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析研究，對(duì)診斷技術(shù)在設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行探析，是十分重要的。文章對(duì)此進(jìn)行研究，希望能夠幫助解決煤礦機(jī)電設(shè)備故障問(wèn)題，提高煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量水平。

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作者簡(jiǎn)介：

王鵬（1985- ），男，山西陽(yáng)泉郊區(qū)，2007年畢業(yè)于山西大同大學(xué)機(jī)電設(shè)備維修專業(yè)，本科，助理工程師，現(xiàn)從井下機(jī)電設(shè)備技術(shù)工作。