煤礦機電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)

孫超

內(nèi)蒙古昊盛煤業(yè)有限公司 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017212

引言

對于我國來說，煤炭是非常重要的能源，它的開采過程受到了社會的關(guān)注，而為了提高開采量，國家也投入了大量的機械設(shè)備，但這些設(shè)備都屬于消耗品，它的使用年限會受到工作環(huán)境的較大影響，如果這些設(shè)備的安全性得不到有效保證，就會在長時間工作中出現(xiàn)不同類型的故障。為此，相關(guān)人員就要定期對這些設(shè)備展開診斷和維修，既而為煤礦開采提供有利條件。

1 煤礦機電設(shè)備故障診斷與維修的意義

在煤礦挖掘和生產(chǎn)中，對機電設(shè)備的依賴性是很強的，這就讓機電設(shè)備故障診斷與維修工作顯得格外重要。而我國是從20世紀末開始把機電設(shè)備故障診斷技術(shù)運用到煤礦行業(yè)中，但當時我國還沒有自行生產(chǎn)機電設(shè)備的能力，加上社會對煤礦的需求過大，就迫使我國不得不從國外引進故障診斷設(shè)備。到21世紀初，我國煤礦機電設(shè)備故障診斷設(shè)備和技術(shù)逐漸趨于成熟化，開始自主研發(fā)新的技術(shù)，既而承擔起整個設(shè)備故障診斷責任，這就大幅度提升了煤礦的生產(chǎn)效率和總量。由此可見，煤礦機電設(shè)備故障診斷與維修對自身運行和行業(yè)發(fā)展都有著一定的現(xiàn)實意義。

2 煤礦機電設(shè)備常見的故障類型及原因

2.1 煤礦機電設(shè)備常見的故障類型

從目前已經(jīng)發(fā)生過的煤礦機電設(shè)備故障來看，主要有以下幾種類型。①損壞型故障：機電設(shè)備在煤礦工作中出現(xiàn)了開裂、斷裂、變形等情況。②退化型故障：機電設(shè)備在長時間使用后出現(xiàn)老化、磨損嚴重、變質(zhì)等。③松脫型故障：機電設(shè)備的零部件出現(xiàn)松動、脫落等。④失調(diào)型故障：機電設(shè)備的壓力過高或過低而產(chǎn)生的行程失調(diào)故障。⑤堵塞型故障：機械設(shè)備出現(xiàn)了滲油、漏水等。⑥衰退和失效型故障：機電設(shè)備的功能和性能出現(xiàn)失效或衰退等故障。

2.2 設(shè)備故障的原因

之所以對煤礦機電設(shè)備故障進行分析，其一是為了更好地辨別故障的性質(zhì)和產(chǎn)生的原因；其二是為了搞清楚故障的機理，然后找到改進的方法，進而避免機電設(shè)備在后期使用中出現(xiàn)重復(fù)故障。一般情況下，在診斷機電設(shè)備故障時，可以從已出現(xiàn)的情況入手，然后根據(jù)設(shè)備剝繭抽絲地找出引發(fā)故障的原因。但從實際情況來看，由于現(xiàn)場條件的限制，使得我們所觀察到的情況和檢測出來的故障都過于系統(tǒng)化，比如機電設(shè)備中的離心泵突然不會吸水了或填料過熱等，對于這類現(xiàn)象的檢測結(jié)果就會歸類于設(shè)備的某個零部件出現(xiàn)了問題。而目前導(dǎo)致機電設(shè)備出現(xiàn)故障的原因有以下幾點：①煤礦機電設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理，使得自身在運行過程中出現(xiàn)了故障；②機電設(shè)備安裝人員的業(yè)務(wù)能力和水平不夠，由于安裝的不合理而導(dǎo)致設(shè)備無法正常運行；③設(shè)備操作人員的失誤而引發(fā)的運行故障。但不管是何種原因?qū)е?，不同的機電設(shè)備所引發(fā)的故障模式也會有著較大的差異，這就需要詳細分析故障原因，進而從根本上遏制故障的發(fā)生。

3 煤礦機電設(shè)備故障的診斷維修技術(shù)

3.1 對應(yīng)故障記錄診斷

所謂對應(yīng)故障記錄診斷其實就是用煤礦機電設(shè)備理論來映射出較為明顯的故障，然后對故障周圍的一些零部件展開相應(yīng)的測試，進而來確定故障的具體范圍和引發(fā)故障發(fā)生的主要因素。這項技術(shù)是目前我國煤礦企業(yè)使用最頻繁的一種，通過這項技術(shù)所檢測出來的故障，需要相關(guān)人員對其原因和位置記錄在冊，避免在今后遇到同類故障問題時可以立刻進行解決。此外，維修人員也能根據(jù)這個手冊和經(jīng)驗來快速確定故障位置及原因，這對提高他們的工作效率和質(zhì)量是非常有利的。例如：煤礦機電設(shè)備中的變頻器是最重要的部分，它是由控制系統(tǒng)、射頻和風(fēng)冷組件組成，對于這類部件，若在使用中出現(xiàn)任何的故障，相關(guān)人員可以遠距離進行操控，從而在實現(xiàn)報停和檢索的基礎(chǔ)上，有效提高故障維修效率。

3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷

科學(xué)的進步讓現(xiàn)在的煤礦行業(yè)在工作中越來越人工智能化，而現(xiàn)在最熱門的技術(shù)就是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)，它主要運用在煤礦機電設(shè)備的日常故障診斷與維修中，該技術(shù)對我國煤礦行業(yè)的發(fā)展起到了一定的推動作用。與此同時，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)還能對一些較為復(fù)雜的非線性映射關(guān)系進行有效處理，使得維修人員能夠弄清故障的原因，進而幫助他們更快找到故障位置?？梢?，把該項技術(shù)運用在煤礦機電設(shè)備診斷與維修中，不僅能提高診斷效率和縮短診斷時間，還能讓生產(chǎn)效率得到進一步提升[1]。

3.3 智能化診斷檢測

智能化診斷檢測其實就是把人腦所思考出來的過程和結(jié)果進行模擬，把它運用在煤礦機電故障診中，就是為了篩選出其中的有效信息，然后對這些信息進行確認、分析和處理，再把它與專家系統(tǒng)的診斷方式作比較，從而讓整個機電設(shè)備故障的處理方式更加完善。而專家系統(tǒng)就是真切地去模擬人的工作和思維方式，隨著煤礦機電設(shè)備趨于智能化發(fā)展方向，把它與專家診斷經(jīng)驗有效結(jié)合不僅能搜集到準確的故障信息，還能給出可靠的診斷結(jié)果。與此同時，該技術(shù)還能對機電設(shè)備中較為隱蔽和復(fù)雜的信息進行診斷，例如：鋼絲繩芯輸送帶無損探傷儀是我國自主研發(fā)的產(chǎn)品，它是由電磁感應(yīng)所組成的，一般是通過線圈切割磁力線來產(chǎn)生相應(yīng)的電壓和電流，并具備實時監(jiān)控地面、井下的不同鋼絲繩芯輸送帶和無損探傷等功能，在檢測時無須停車就能對其展開精準判斷和智能分析，這在一定程度上提高了機電設(shè)備的診斷與維修效率。

例如，當前建立在PLC自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加專家系統(tǒng)，便可以實現(xiàn)煤礦機電設(shè)備自身運行體系的智能檢測。綜合整體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來講，涉及了遙感裝置，能夠獲取信息中心；自動控制器可以將獲取到的信息轉(zhuǎn)化成具體信號，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸之后傳遞到核心控制器中；與前期輸入的標準參數(shù)進行對比，能夠有效診斷設(shè)備運行體系中存在的故障問題，并且在出現(xiàn)故障時，通過報警系統(tǒng)進行聯(lián)動，發(fā)出警報，在人機交互界面上也能夠快速定位故障發(fā)生的位置。

3.4 儀器診斷

通常情況下，由工作人員用儀器采集煤礦機電設(shè)備的溫度、轉(zhuǎn)速、壓強等數(shù)據(jù)，然后用計算機對這些信息進行歸納和總結(jié)，再用顯像設(shè)備將其呈現(xiàn)出來，從而讓診斷人員可以更快地確定機械設(shè)備發(fā)生故障的位置，這樣的過程就被稱為儀器診斷。在使用這項技術(shù)時，檢測人員根本不需要直接接觸機電設(shè)備，只需攜帶功能齊全的診斷儀器即可，而我國最常用的儀器診斷技術(shù)有通用型、專用型以及綜合型診斷技術(shù)，選擇何種技術(shù)就要根據(jù)機電設(shè)備的實際情況來判定。例如：通信系統(tǒng)它能在很遠的距離傳遞信號，將這樣的系統(tǒng)運用在機電設(shè)備故障診斷中，除了能對故障進行報修外，還能對其進行記錄。

但是通過儀器診斷需要注意的是，檢測儀器本身的性能必須要滿足實際需求，在日常運維過程中針對儀器本身也要進行階段性的維護和檢查，確保檢測儀器自身運行狀態(tài)穩(wěn)定，且能夠有效得出想要檢查的結(jié)果，這樣才可以進一步提升檢測的精準性。

3.5 溫度和壓力診斷

在現(xiàn)在的煤礦機電設(shè)備故障診斷與維修過程中，傳感器是非常實用的一種，它能實時且準確地將故障檢測出來，而溫度和壓力診斷技術(shù)就是其中的一種，該技術(shù)可以大量收集機電設(shè)備零部件的壓力、軸承、齒輪、溫度等數(shù)據(jù)，在收集的同時還能對這些數(shù)據(jù)作出判斷和分析，從而確定機電設(shè)備的故障類型和原因，以便于維修人員及時采取補救措施。

4 提高煤礦機電設(shè)備故障維修技術(shù)的方法

4.1 不斷完善工作方案

從目前來看，煤礦機電設(shè)備的運行量非常大，它在運行過程中可能會遇到很多因為設(shè)備設(shè)計不合理而引起的各種問題。因此，為了從根本上減少或禁止這類問題所帶來的經(jīng)濟損失，就要詳細規(guī)劃機電設(shè)備的籌劃階段。①在機電設(shè)備中采取標準、程式化設(shè)計，將設(shè)備中的所有零部件全部放入到設(shè)計中，這既能促進機電設(shè)備的進步，又能減少后期的運行和維修成本。在裝配結(jié)束后，就要對其進行標準化改進，使得它能變成與每個生產(chǎn)車間開采相契合的設(shè)備，這樣就算遇到任何的故障也能快速啟動維修程序。②對所有的煤礦機電設(shè)備展開精簡化處理，比如剔除一些不必要的裝置或增加有必要的組件等[2]。

4.2 重視故障數(shù)據(jù)收集和整理

如果煤礦開采的總量不斷擴大，那么它遇到的故障就會越多，相關(guān)人員就要詳細記錄這些診斷和維修信息，并把所有的資料當作經(jīng)驗進行累積，以便于后期能夠予以借鑒。與此同時，還可以根據(jù)這些故障信息建立一個故障監(jiān)測電子系統(tǒng)，讓機電設(shè)備得到系統(tǒng)的實時監(jiān)控，這樣一來，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，維修人員就能更快地去診斷和處理這些故障，然后把新的設(shè)備數(shù)據(jù)錄入到這個系統(tǒng)中，這對更新和升級系統(tǒng)有著莫大的幫助。

4.3 加強設(shè)備日常維護

煤礦機電設(shè)備的日常維護、檢修以及保護是最重要的環(huán)節(jié)，因為機電設(shè)備在長時間的作業(yè)中會產(chǎn)生較大的磨損，若沒有及時給予關(guān)注，必然會讓小問題變成大事故。因此，企業(yè)就要制定與設(shè)備維護相關(guān)的制度，然后指定相關(guān)人員定期進行檢修和維護，當發(fā)現(xiàn)較小的問題時，要認真查出其原因，并立即進行解決和改善，再根據(jù)故障的層級及時上報，這樣才能避免機電設(shè)備出現(xiàn)任何的故障。此外，企業(yè)還要定期對設(shè)備進行更新，使得設(shè)備能夠滿足不同生產(chǎn)的實際需求。

4.4 加大資金投入力度，實現(xiàn)設(shè)備自動化

科技時代的到來，讓各行業(yè)也把一些先進技術(shù)運用到本行業(yè)的生產(chǎn)中，而對于煤礦企業(yè)來說，就要加大對機電新設(shè)備的資金投入力度，從而實現(xiàn)機電設(shè)備的自動與智能化。此外，在社會經(jīng)濟發(fā)展中，煤礦行業(yè)作為經(jīng)濟的重要組成部分，它們除了要具備一定的責任心外，還要把節(jié)能減排、低碳環(huán)保和綠色生產(chǎn)理念滲透在煤礦生產(chǎn)中，這樣才能為社會走向綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展道路提供有利條件[3]。

4.5 提高從業(yè)人員專業(yè)水平

在煤礦機電設(shè)備故障診斷與維修中，不能只單純地依靠專業(yè)的維修人員，還要得到一線操作人員的支持。因此，企業(yè)應(yīng)當對所有參與到工作中的人員展開專業(yè)的崗前培訓(xùn)，讓他們能夠?qū)W習(xí)先進設(shè)備的操作技術(shù)，定期對他們的職業(yè)素質(zhì)展開考核。同時，還要清查關(guān)鍵崗位和機組人員的證書是否齊全，然后制定一系列的行規(guī)，讓所有人員嚴格執(zhí)行，并由專業(yè)人員進行把關(guān)，以便讓從業(yè)人員的操作更加規(guī)范。

5 結(jié)束語

根據(jù)以上相關(guān)闡述和分析，為了讓我國煤礦機電設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)趨于完善，煤礦企業(yè)就要冷靜應(yīng)對不同的挑戰(zhàn)，并采取有效的措施，如不斷完善工作方案、重視故障數(shù)據(jù)收集和整理、加強設(shè)備日常維護、加大資金投入力度，實現(xiàn)設(shè)備自動化、提高從業(yè)人員專業(yè)水平等，只有這樣，才能在快速排出故障的同時，減少安全事故的發(fā)生概率。