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      煤礦架空人車故障診斷分析

      2022-01-25 04:39:02吳計(jì)元
      機(jī)械管理開發(fā) 2021年11期
      關(guān)鍵詞:液壓站人車機(jī)械故障

      吳計(jì)元

      (山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司東曲煤礦,山西 古交 030200)

      引言

      架空人車就是人們常說的“猴車”,其是將座位固定在鋼絲繩上的一種煤礦運(yùn)輸人員的交通工具。在應(yīng)用過程中,相對于罐籠運(yùn)輸人員有著明顯的優(yōu)勢,架空人車可以與運(yùn)料共同使用巷道,每小時(shí)運(yùn)輸人員的數(shù)量也可以達(dá)到500人左右,且整體的投資相對較小[1]。因此,在煤礦運(yùn)輸過程中,做好對架空人車故障診斷工作,及時(shí)采取針對性的措施進(jìn)行維修,對于更好地發(fā)揮出架空人車的整體效能較為重要。

      1 煤礦架空人車常見故障類型

      從架空人車的具體使用情況來看,會有各種類型的故障發(fā)生,通過總結(jié)分析可知,故障主要表現(xiàn)在三個(gè)方面,分別為電動機(jī)故障、液壓站故障及機(jī)械故障。第一是電動機(jī)故障,主要表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子斷條故障、定子故障、軸承故障、轉(zhuǎn)子匝間故障等;第二是液壓站故障,主要表現(xiàn)為液壓站出現(xiàn)了油溫過高、張緊力不足、驅(qū)動馬達(dá)故障,甚至出現(xiàn)油泵在使用過程中沒有壓力的情況;第三是機(jī)械故障,主要表現(xiàn)為重錘限位故障、抱索器打滑故障、鋼絲繩自旋故障等。

      從上述三類故障的發(fā)生情況來看,前兩者故障需要進(jìn)行針對性的診斷。對于架空人車出現(xiàn)的機(jī)械故障,多數(shù)情況下不需要診斷,僅需在合適位置安裝保護(hù)傳感器即可。在出現(xiàn)了機(jī)械故障時(shí),傳感器會采集相關(guān)的信號,同時(shí)將采集到的信號反饋到PLC控制點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際情況,可以讓架空人車緊急停車。

      2 煤礦架空人車故障診斷技術(shù)

      從架空人車的使用情況來看,其故障類型主要表現(xiàn)為兩大部分,分別為液壓站故障、電動機(jī)故障,機(jī)械故障相對較小且容易發(fā)現(xiàn),維修也相對簡單,幾乎不需要診斷。因此,本文重點(diǎn)對架空人車出現(xiàn)的電動機(jī)故障、液壓站故障進(jìn)行診斷分析。在具體診斷時(shí),需要通過專家系統(tǒng)建立知識庫,實(shí)現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交換,從而對系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測,并對已經(jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷分析[2]。

      從故障診斷系統(tǒng)的運(yùn)行來看,主要是首先通過檢測傳感器對架空人車的整體數(shù)據(jù)進(jìn)行采集,并將采集到的數(shù)據(jù)傳遞到后臺單元中,對預(yù)處理信息進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面記錄,對記錄的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果對數(shù)據(jù)進(jìn)行全面診斷。整個(gè)流程如圖1所示。

      圖1 煤礦架空人車故障診斷系統(tǒng)運(yùn)行流程圖

      2.1 電動機(jī)故障診斷

      在對架空人車電動機(jī)進(jìn)行故障診斷之前,需要對電動機(jī)故障進(jìn)行全面檢測,將模型技術(shù)作為基礎(chǔ)的電動機(jī)故障診斷技術(shù),相對于使用解析模式得到的結(jié)果和實(shí)際過程得到的結(jié)果進(jìn)行對比的方式,將兩者差值作為故障診斷的主要依據(jù)。圖2為以模型為基礎(chǔ)的架空人車故障檢測流程圖。

      圖2 以模型為基礎(chǔ)的架空人車故障檢測流程圖

      解析模型屬于針對架空人車的通用模型,選擇使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、遺傳算法模型及數(shù)學(xué)模型等方式,從具體實(shí)踐中獲得一手?jǐn)?shù)據(jù),通過對模型進(jìn)行針對性訓(xùn)練的方式,根據(jù)產(chǎn)生的殘差,實(shí)現(xiàn)對故障的全面檢測[3]。根據(jù)得到的檢測結(jié)果,全面掌握電動機(jī)出現(xiàn)的故障類型,并根據(jù)結(jié)果,采取針對性的維修措施。

      2.2 液壓站故障診斷

      首先是診斷專家系統(tǒng)。該系統(tǒng)以機(jī)器實(shí)現(xiàn)對人類智能的有效替代,通過將知識轉(zhuǎn)變?yōu)楹侠肀磉_(dá)形式,從而方便在計(jì)算機(jī)中修改、存儲及具體使用。針對液壓站故障診斷流程如圖3所示。

      圖3 專家系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

      從專家系統(tǒng)來看,知識庫主要是將解決問題的各種類型的知識全部存儲其中,知識獲取就是將可以采用的解決問題的方法轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的計(jì)算機(jī)語言。綜合數(shù)據(jù)庫就是在系統(tǒng)整體運(yùn)行的過程中,根據(jù)架空人車的具體運(yùn)行情況,對其中的內(nèi)容進(jìn)行不斷更新與改變,數(shù)據(jù)的表示、組織形式應(yīng)當(dāng)與之相容甚至表現(xiàn)為一致。推理的過程就是對專家系統(tǒng)進(jìn)行全面規(guī)劃總結(jié)的過程,將數(shù)據(jù)庫中的信息作為基礎(chǔ)依據(jù),對知識庫中的方法根據(jù)對架空人車的診斷需求,針對性地進(jìn)行選擇,并采取最為科學(xué)的推理方法,作出針對性的回答。咨詢解釋可以將問題解決的過程,通過用戶可以理解的方式進(jìn)行針對性的闡述。人機(jī)接口就是將常規(guī)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)運(yùn)行所需要的各種規(guī)范化的信息,通過工作人員可以接受、讀懂的方法展現(xiàn)給工作人員,用戶可以根據(jù)表達(dá)情況,讀懂其中蘊(yùn)含的各種消息。

      在對液壓站進(jìn)行故障診斷時(shí),其中的知識庫非常關(guān)鍵,表1是液壓站故障問題與故障原因知識庫。

      表1中的具體符號“◎”是故障發(fā)生時(shí),相關(guān)的具體原因及順序。例如,“◎1”表示的是故障類型所處的行列,行就是故障發(fā)生的具體原因,列對應(yīng)的是具體的故障類型,數(shù)值是故障發(fā)生所代表的原因順序。架空人車具體的診斷人員可以根據(jù)數(shù)值大小對故障的原因進(jìn)行判斷,從而針對性地對故障進(jìn)行處理。

      表1 液壓站故障問題與故障原因知識庫

      3 煤礦架空人車故障維修措施

      首先,對架空人車出現(xiàn)的電動機(jī)故障,需要根據(jù)不同的故障類型采取不同的維修方法。一般情況下,若電動機(jī)通電之后發(fā)出嗡嗡聲,但是電動機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下,需要對電動機(jī)進(jìn)行診斷,并根據(jù)診斷情況采取針對性的維修措施。通常情況下,對電動機(jī)中是否有斷點(diǎn)進(jìn)行診斷,若存在則需進(jìn)行修復(fù)。同時(shí),對電動機(jī)繞組極性進(jìn)行診斷,對繞組末端是否正確安裝進(jìn)行判斷。對緊固松動的接線螺絲進(jìn)行判斷,使用萬能表對各個(gè)接頭是否實(shí)現(xiàn)了順暢連接進(jìn)行診斷,特別是發(fā)現(xiàn)其中是否存在假接的問題,等等。不同的故障類型需采取不同的維修措施,但均需要以診斷得到的數(shù)據(jù)作為依據(jù)。

      其次,對架空人車出現(xiàn)的液壓站故障,需要根據(jù)檢測結(jié)果進(jìn)行全面診斷。若出現(xiàn)了液壓數(shù)值不動的問題,則應(yīng)當(dāng)對液壓站進(jìn)行全面診斷,看是否出現(xiàn)了漏液的問題,是否出現(xiàn)了液體變質(zhì)或者液體數(shù)量不足,或者液體中所含的雜質(zhì)相對較多,影響到液壓品質(zhì),導(dǎo)致液壓站可以提供的液體壓力較為有限的問題,需根據(jù)診斷結(jié)果采取不同的方法。

      此外,架空人車出現(xiàn)的機(jī)械故障相對較多。不同的機(jī)械故障表現(xiàn)出不同的特點(diǎn),例如,對常出現(xiàn)的鋼絲繩掉道故障,維修技術(shù)人員首先需要對中心線進(jìn)行針對性的校核,對繩輪的位置進(jìn)行重新核定,必要情況下,還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加壓繩輪的數(shù)量,對電源電壓是否穩(wěn)定進(jìn)行分析,嚴(yán)格控制架空人車的額定運(yùn)行速度,防止出現(xiàn)鋼絲繩掉道的問題[4]。

      4 結(jié)語

      雖然架空人車運(yùn)輸裝備較為“古老”,但是從架空人車的使用情況來看,其優(yōu)勢也非常明顯,因此,煤礦需要全面重視對架空人車故障診斷的工作,從煤礦使用架空人車的實(shí)際情況出發(fā),全面做好對其中故障的有效診斷,為架空人車相應(yīng)作用的發(fā)揮提供更多的技術(shù)支撐。

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