故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

王廣用

摘 ? 要：在煤礦生產(chǎn)過程中會(huì)使用很多大型的機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著煤礦企業(yè)生產(chǎn)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。但是煤礦機(jī)械設(shè)備在不斷運(yùn)行過程中可能會(huì)因?yàn)楹芏嘁蛩氐挠绊懚l(fā)生故障，因此必須對機(jī)械設(shè)備故障進(jìn)行有效診斷，這樣才能夠保障煤礦生產(chǎn)能夠順利、穩(wěn)定的進(jìn)行?；诖?，本文對故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用展開了分析。

關(guān)鍵詞：故障診斷 ?煤礦生產(chǎn) ?機(jī)械設(shè)備 ?應(yīng)用

中圖分類號：TD407 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0111-02

煤礦企業(yè)若想更穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)、高效地進(jìn)行煤炭生產(chǎn)，首先必須要保證機(jī)械設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行。但由于受井下環(huán)境條件的制約，設(shè)備在使用中難免會(huì)發(fā)生故障，此時(shí)就需要煤礦企業(yè)使用有效的故障檢測技術(shù)，故障診斷技術(shù)主要可以對故障進(jìn)行尋找和定位，然后根據(jù)診斷結(jié)果對故障進(jìn)行預(yù)防性維修，以避免小故障釀成大事故。

1 ?故障診斷技術(shù)的定義及優(yōu)勢

故障診斷技術(shù)是指在一定的工作環(huán)境下，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的各種信息判別機(jī)械設(shè)備是正常運(yùn)行還是發(fā)生了異?，F(xiàn)象，判定產(chǎn)生故障的原因和部位，以及預(yù)測、預(yù)報(bào)設(shè)備狀態(tài)的技術(shù)，故障診斷的實(shí)質(zhì)就是對設(shè)備狀態(tài)的判別，其優(yōu)勢是在設(shè)備運(yùn)行過程中，在基本不需要拆卸的情況下就可以完成。

通過狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，就能有針對性地對設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性的維修，從而提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性，降低事故發(fā)生的概率，是防止事故和計(jì)劃外停機(jī)的有效手段，是未來維修模式的發(fā)展方向。

2 ?故障診斷技術(shù)在煤礦應(yīng)用的重要性

應(yīng)用故障診斷技術(shù)對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和診斷，可以提前檢查出事故隱患，從而對設(shè)備和工藝進(jìn)行改造，以消除事故隱患，從而避免人員傷亡、設(shè)備損毀和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。由于故障診斷技術(shù)能提前診斷和預(yù)報(bào)設(shè)備的故障，因此，在設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)沒有故障時(shí)，可以不停車，在發(fā)現(xiàn)故障前兆時(shí)能及時(shí)停車，按照診斷出故障的性質(zhì)和部位，可以有目的地進(jìn)行檢修，這就是現(xiàn)代預(yù)知維修的應(yīng)用，把定期維修改變?yōu)轭A(yù)知維修，目的性和針對性更強(qiáng)，不但節(jié)約了大量的維修費(fèi)用，而且，由于減少許多不必要的維修時(shí)間，而大大增加了設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，從而大幅度地提高生產(chǎn)率，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此，強(qiáng)化應(yīng)用故障診斷技術(shù)可以提高煤礦機(jī)械設(shè)備的有效運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，減低事故概率，對煤礦而言，是其生產(chǎn)過程中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，故障診斷技術(shù)在煤礦的應(yīng)用意義非常重大。

3 ?設(shè)備故障的檢測方法

3.1 振動(dòng)監(jiān)測診斷法

煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生振動(dòng)，因此可在設(shè)備運(yùn)行過程中對振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行采集，運(yùn)用信號處理技術(shù)，判別其是否處在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，如果不是就要對當(dāng)前的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析，然后查找導(dǎo)致異常振動(dòng)原因，最后根據(jù)結(jié)果制定解決對策。

3.2 溫度檢測法

煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生熱量是正?，F(xiàn)象，但如果熱量過高則很容易損壞設(shè)備，而且還會(huì)引發(fā)極其嚴(yán)重的安全事故。因此，在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中要做好溫度監(jiān)測，如果溫度過高就證明設(shè)備出現(xiàn)了不正常的摩擦。通常摩擦位置都會(huì)出現(xiàn)在軸承、齒輪等處，這些位置安裝的溫度傳感器可實(shí)時(shí)向控制臺傳輸溫度狀態(tài)，如果溫度過高會(huì)及時(shí)報(bào)警。當(dāng)控制臺接收到異常溫度報(bào)警時(shí)就立即停止設(shè)備運(yùn)行，然后依據(jù)傳感器數(shù)據(jù)確定高溫位置，采取措施，直到排除導(dǎo)致高溫的故障隱患后才可重新地進(jìn)行生產(chǎn)。

3.3 紅外熱成像

紅外熱成像指的是利用這項(xiàng)技術(shù)監(jiān)測煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中因?yàn)樯郎厮l(fā)出的紅外線輻射，然后利用紅外成像技術(shù)診斷設(shè)備內(nèi)部的溫度狀態(tài)。在診斷過程中需要用到紅外熱像儀，這種儀器可以將接收到的紅外線輻射信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號，然后在儀器的顯示器上呈現(xiàn)出圖像。相較于溫度傳感器，紅外熱成像可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備具體的故障位置，甚至可以將故障位置精確到點(diǎn)，極大提升了煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷的精準(zhǔn)度。

3.4 超聲波無損檢測法

在煤礦機(jī)械設(shè)備的故障檢測技術(shù)中，超聲波無損檢測是非常先進(jìn)的一種檢測技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)最大的特點(diǎn)是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測，不僅方便快捷，而且檢測時(shí)間短，基本不會(huì)影響生產(chǎn)，并且可以非常精確的發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備極其細(xì)微的故障[2]。利用超聲波無損檢測技術(shù)可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備材料內(nèi)部的缺陷，而且可以結(jié)合熱反應(yīng)、電反應(yīng)等對缺陷的位置及原因進(jìn)行分析，進(jìn)而提早發(fā)現(xiàn)故障隱患，采取預(yù)防性補(bǔ)救措施，對機(jī)械事故起到積極的預(yù)防作用。

3.5 鐵譜分析

煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中無可避免地會(huì)發(fā)生摩擦，但如果摩擦過于嚴(yán)重，就會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命。如果設(shè)備因?yàn)楣收隙霈F(xiàn)了不正常的摩擦，那么因摩擦而產(chǎn)生的細(xì)碎鐵屑就會(huì)進(jìn)入潤滑液中，此時(shí)可提取這些鐵屑然后進(jìn)行鐵譜分析，通過檢測磨屑數(shù)量，以及性狀分析，可以確定機(jī)械的故障，同時(shí)結(jié)合超聲波無損檢測、紅外線熱成像檢測儀就可以找到故障的具體位置，該診斷法具有較高的準(zhǔn)確率。

4 ?故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用

4.1 初步診斷故障現(xiàn)場

當(dāng)煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障以后，可以使用故障診斷技術(shù)對現(xiàn)場進(jìn)行初步診斷，首先可以通過聽或者是觀察的方式初步判斷故障區(qū)域，然后檢查可能會(huì)出現(xiàn)故障的零部件，在初步判斷結(jié)束以后使用紅外熱成像檢測儀進(jìn)一步確定可能存在故障的零部件，并且在分析之后給出需要更換零部件的建議。另外在這一階段可以結(jié)合使用計(jì)算機(jī)，以此來提升故障診斷的精準(zhǔn)度。

4.2 故障診斷技術(shù)在高壓異步電機(jī)中的應(yīng)用

目前，國內(nèi)大部分煤礦生產(chǎn)都離不開高壓異步電機(jī)，電機(jī)在長期運(yùn)行過程中，在多種因素的作用下，不可避免地電動(dòng)機(jī)絕緣層會(huì)出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，致使電機(jī)絕緣值降低，容易造成高壓短路事故，因此在煤礦生產(chǎn)過程中必須加強(qiáng)對高壓異步電機(jī)溫度、絕緣性能等參數(shù)的監(jiān)測[3]。在高壓電機(jī)發(fā)生故障前，常伴有局部異常放電現(xiàn)象，可以通過放電檢測法來檢測電機(jī)的絕緣情況，也可以用這種方式預(yù)測電機(jī)的使用壽命，從而確定當(dāng)前電機(jī)是否處于最好的工作狀態(tài)，提醒維修人員是否進(jìn)行維修，因而增加了電機(jī)的安全性和可靠性。

4.3 故障診斷技術(shù)在煤礦提升機(jī)中的應(yīng)用

利用超聲波無損檢測技術(shù)可以對礦井大型設(shè)備進(jìn)行斷面超聲檢測，能找出損傷的部位和性質(zhì)，并及時(shí)進(jìn)行維修處理。例如定期對主副井提升機(jī)電機(jī)動(dòng)力輸出軸、傳送軸等重要關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測，而且無需進(jìn)行拆卸，在基本不影響生產(chǎn)的情況下，就能有效避免煤礦重大運(yùn)輸事故的發(fā)生。還可以通過油質(zhì)抽樣檢測法來檢查提升機(jī)減速器的運(yùn)行狀態(tài)，來指導(dǎo)設(shè)備的維修和保養(yǎng)工作。

4.4 故障診斷技術(shù)在膠帶運(yùn)輸機(jī)中的應(yīng)用

膠帶運(yùn)輸機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的常見運(yùn)輸設(shè)備，尤其處在主要運(yùn)輸巷道內(nèi)的運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)輸量大，設(shè)備的故障率高。膠帶運(yùn)輸機(jī)最容易引發(fā)重大事故的是部位是膠帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)滾筒部位，由于井下環(huán)境條件惡劣，造成膠帶容易發(fā)生打滑、堆煤的現(xiàn)象，如不及時(shí)處理，將會(huì)使?jié)L筒的溫度迅速升高，當(dāng)升到到一定溫度就會(huì)引燃膠帶及周圍的煤粉，引發(fā)礦井災(zāi)難。使用非接觸式紅外熱敏溫度檢測法，將檢測原件安裝到距離滾筒一定的范圍內(nèi)，監(jiān)測滾筒表面溫度。它具有響應(yīng)速度快，測量精度高，安裝簡便等優(yōu)點(diǎn)。將檢測到的紅外溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出警報(bào)，并同時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)灑水裝置，灑水降溫，確保膠帶運(yùn)輸機(jī)安全運(yùn)行。

5 ?結(jié)語

煤礦機(jī)械設(shè)備和煤炭生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性、效率等都有著非常密切的關(guān)系，為了使煤礦機(jī)械設(shè)備能夠更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，需要加強(qiáng)對故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。進(jìn)而保障煤炭生產(chǎn)的正常進(jìn)行，提升故障診斷技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 張翔.在煤礦機(jī)械設(shè)備中故障診斷技術(shù)的應(yīng)用初探[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019，20（31）：155-156.

[2] 周芳.故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（8）：232-233.

[3] 張力.故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析[J].當(dāng)代化工研究，2019，16（3）：103-104.