煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用

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摘要：中國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展使得對煤炭的需求量越來越大，因此，煤礦開采設(shè)備是否可以高效運(yùn)行對煤礦企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。要保證煤礦開采機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行就要對設(shè)備進(jìn)行定期地故障檢修，故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用可以及時地對設(shè)備進(jìn)行檢測和對問題進(jìn)行處理，保證開采工作的進(jìn)程，減少對煤礦開采工作造成的損失。文章首先就故障診斷技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合煤礦機(jī)械設(shè)備的工作特征，對故障診斷技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用的重要作用進(jìn)行概述；其次對煤礦機(jī)械設(shè)備中常見問題進(jìn)行分析；最后通過對故障技術(shù)方法以及在設(shè)備中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行描述，旨在提高煤礦企業(yè)開采工作效率，保證社會正常供給。

關(guān)鍵詞：煤礦開采；機(jī)械設(shè)備；故障診斷；技術(shù)應(yīng)用

引言

在我國經(jīng)濟(jì)水平快速發(fā)展的驅(qū)動下，各行各業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都在不斷擴(kuò)大。煤炭行業(yè)也不例外。煤礦開采工作較為復(fù)雜，需要借助大型機(jī)械設(shè)備來完成各個高難度的工作環(huán)節(jié)。但在實(shí)際的開采工作中因?yàn)楣こ痰奶厥庑?，煤礦機(jī)械設(shè)備常常出現(xiàn)故障，一方面耽誤開采工作的正常進(jìn)行，不能按時完成開采目標(biāo)；另一方面，機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障對操作人員的生命安全也會產(chǎn)生威脅。因此，利用高效先進(jìn)的故障診斷技術(shù)對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，對提高設(shè)備的工作效率和煤礦企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益都具有重要的意義。

1概述故障診斷技術(shù)

故障診斷在行業(yè)應(yīng)用中又稱“故障檢測”或者“故障隔離”。故障診斷之所以有隔離和檢測的稱號，是因?yàn)樵趯υO(shè)備進(jìn)行檢查過程中，利用感應(yīng)設(shè)備對故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，繼而進(jìn)行及時地故障處理。如果故障點(diǎn)問題較大，需要對設(shè)備進(jìn)行更換的情況下，首先要采取隔離措施對故障點(diǎn)進(jìn)行處理[1]。利用科學(xué)的檢測方法和先進(jìn)的檢測技術(shù)對設(shè)備整體進(jìn)行系統(tǒng)地故障診斷，可以快速有效地找到問題故障點(diǎn)，便于技術(shù)人員及時采取有效的解決措施對故障進(jìn)行安全排除。

2煤礦機(jī)械設(shè)備的工作特點(diǎn)及故障診斷應(yīng)用的必要性

(1)煤礦機(jī)械設(shè)備的工作特點(diǎn)。煤礦開采工作一般情況下都是在礦井中開展。礦井開采環(huán)境較小，且通透性能差，沒有足夠的氧氣供給工人，并且礦井中的開采地勢復(fù)雜，機(jī)器設(shè)施長時間在此環(huán)境下工作，很容易出現(xiàn)機(jī)械故障。高負(fù)荷、工作時長，使機(jī)器的磨損情況嚴(yán)重化，也給煤礦工作者安全產(chǎn)生帶來了威脅，因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)對機(jī)器設(shè)施故障問題及時檢測，并予以進(jìn)行修復(fù)。(2)故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用的必要性。煤礦開采使用機(jī)器設(shè)備工作時，由于礦井環(huán)境的特殊，而且受開采難度大、空間小等因素影響，大大增加了機(jī)器設(shè)施出現(xiàn)故障的概率。如果不能及時發(fā)現(xiàn)機(jī)器設(shè)施出現(xiàn)的故障并解決，極有可能會影響工作人員的生命健康和安全。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)不定期地對設(shè)施進(jìn)行檢測及維護(hù)，及時掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，預(yù)防故障的出現(xiàn)，降低故障發(fā)生的可能性，確保機(jī)器安全運(yùn)行，從而保障施工人員的人身安全。此外，我國對于煤炭的需求量持續(xù)加大，也加重了機(jī)器自身工作的極限，使其超負(fù)荷工作。機(jī)器設(shè)施長時間超負(fù)荷工作，加大了故障出現(xiàn)的概率，使人員的安全問題得不到保障。所以，要積極引進(jìn)先進(jìn)的診斷技術(shù)，對機(jī)器設(shè)施的使用情況進(jìn)行及時檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，才能保障工程的順利進(jìn)行[2]。

3使用的過程中煤礦機(jī)械設(shè)備易出現(xiàn)的故障

(1)異常磨損。機(jī)器在工作時，如果不重視周圍環(huán)境對機(jī)械設(shè)備的影響，使機(jī)器在潮濕或有腐蝕性的環(huán)境中工作，會導(dǎo)致機(jī)器設(shè)施出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。設(shè)備在這樣的環(huán)境中工作，極易與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)銹蝕等現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)器部件的異常磨損，機(jī)械設(shè)施極有可能出現(xiàn)故障問題。因此，相關(guān)技術(shù)人員在工作時不僅要觀察機(jī)器的運(yùn)作情況，還應(yīng)觀察其工作環(huán)境的情況，及時發(fā)現(xiàn)其存在的問題并采取相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而延長機(jī)器的使用年限，提高機(jī)器的工作效率。(2)零部件磨損。機(jī)械設(shè)備在礦井中工作，難以避免出現(xiàn)磨損的現(xiàn)象，并且在使用時，如果工作人員操作不當(dāng)，或者機(jī)械部位放置位置不對，也會對設(shè)施的零件造成損害，無法保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行。設(shè)備在正常工作時產(chǎn)生的機(jī)械振動也會對部件造成磨損，使機(jī)器出現(xiàn)工作異常的現(xiàn)象，進(jìn)而影響礦下開采工作有序進(jìn)行。(3)組件老化。煤礦開采過程中使用的機(jī)器設(shè)施大多都是大型設(shè)施。設(shè)備投入工作后，短時間內(nèi)不會對機(jī)器進(jìn)行更新，但設(shè)備的零部件如果不及時更換，就會使組件老化，降低設(shè)備的工作效率，并威脅到工作人員的生命安全。此外，機(jī)器中部分齒輪在使用過程中也會出現(xiàn)消耗過大的問題，更換組件費(fèi)用較大。有些企業(yè)為減少運(yùn)行費(fèi)用沒有及時對已出現(xiàn)問題的部件進(jìn)行更換，而導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)故障。

4故障診斷技術(shù)介紹

(1)紅外熱成像檢測。工作人員在進(jìn)行煤炭開采，由于設(shè)備使用時間過長，導(dǎo)致設(shè)備溫度較高，工作人員可以利用紅外線熱成像方法對機(jī)械進(jìn)行溫度檢測。紅外熱像儀的故障診斷技術(shù)是較為先進(jìn)的，與其他檢測方法相比效果良好。紅外熱像儀是根據(jù)被檢設(shè)施表面的紅外熱能自發(fā)生成實(shí)時熱圖像的原理進(jìn)行檢測，檢測人員可以通過對圖像的分析找出溫度的異常數(shù)據(jù)，從而找到設(shè)備的故障問題。這種診斷技術(shù)屬非接觸式技術(shù)，與使用溫度傳感器相比，省去了布線的難度，節(jié)省了消耗時間，提高了檢測效率[3]。(2)超聲波檢測。目前，超聲波技術(shù)因其自身的優(yōu)良性能應(yīng)用已極為廣泛，運(yùn)用最多的就是煤礦開采工作。由于超聲波無聲檢測技術(shù)其檢測時不會對檢測設(shè)備造成損害，所以項(xiàng)此技術(shù)在煤礦工程之中廣為應(yīng)用。超聲波技術(shù)不僅具有使用靈活、靈敏度高、聲波穿透力較強(qiáng)等特點(diǎn)，還可以通過熱、電、光等反應(yīng)現(xiàn)象，檢測出設(shè)備內(nèi)外部分的損害情況，可以具體識別判斷機(jī)器出現(xiàn)問題的部位；能夠精準(zhǔn)地檢測出設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備還可以使用的期限和設(shè)備本身的性能，使工作人員可以及時更換設(shè)備，保證工程順利進(jìn)行。(3)振動檢測。在煤礦開采過程中，使用機(jī)械設(shè)備時會出現(xiàn)振動情況，表現(xiàn)為有規(guī)律的振動頻率，特征比較明顯。如果工作人員在工作時發(fā)現(xiàn)振動頻率出現(xiàn)異常，就應(yīng)知道是機(jī)器設(shè)施出現(xiàn)了問題。這時候相關(guān)人員就要利用診斷技術(shù)對機(jī)器進(jìn)行檢驗(yàn)，查看設(shè)備的運(yùn)行情況，找出設(shè)備問題所在并及時修復(fù)。系統(tǒng)在工作期間，無論是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)問題，還是系統(tǒng)其他設(shè)備出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致機(jī)械出現(xiàn)振動頻率異常現(xiàn)象。一般來說，正常的設(shè)施運(yùn)行時，相關(guān)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)和各項(xiàng)運(yùn)作指標(biāo)都均為正常，而且仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn)這些指標(biāo)數(shù)據(jù)具有一定的運(yùn)行規(guī)律。因此在工作期間，工作人員可以通過振動的頻率判斷設(shè)備是否出現(xiàn)了問題，進(jìn)而對機(jī)器采取相應(yīng)的解決措施。(4)溫度檢測。溫度檢測主要是對設(shè)備的溫度進(jìn)行測量后與正常數(shù)值作對比，比正常值高時，就很可能是設(shè)備出現(xiàn)了問題。煤礦開采使用機(jī)器設(shè)備的振動頻率較為頻繁，部分設(shè)施在使用過程中可能會出現(xiàn)高熱能現(xiàn)象。比如一些零件的連接部位、齒輪之間的咬合部位、運(yùn)作較為頻繁的部位等，可以利用傳感器技術(shù)對這些部位采取溫度檢測措施，當(dāng)出現(xiàn)溫度較高的情況時，工作人員就需要及時查看設(shè)備運(yùn)行情況，避免出現(xiàn)故障問題。比如軸承在使用過程中會出現(xiàn)摩擦現(xiàn)象，溫度就會隨著摩擦而升高，如果檢測的溫度值偏大，就應(yīng)及時查看軸承的具體情況并及時做出應(yīng)對措施。

5故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備注重的應(yīng)用

(1)煤礦挖掘設(shè)備。煤礦挖掘機(jī)是用于煤礦開采的另外一臺重要設(shè)備，對其故障診斷同樣需要高度重視。通常情況下，該機(jī)器要比其他機(jī)器使用時間更長一些，使用頻率與其他機(jī)器相比也較大，這些因素都增大了機(jī)器出現(xiàn)問題的概率。因挖掘機(jī)工作時對軸承磨損較大，軸輪相互摩擦?xí)r也會升高軸承的溫度，所以煤礦挖掘機(jī)中最容易出現(xiàn)故障的部位是軸承。因此，煤礦挖掘機(jī)設(shè)備的檢測方式是使用溫度檢測法對機(jī)器進(jìn)行檢測，根據(jù)溫度的檢測結(jié)果以及檢測人員的分析結(jié)果，掌握機(jī)器的使用情況，并對其的工作強(qiáng)度作出判斷。(2)高壓異步電動機(jī)。高壓異步電動機(jī)是在煤礦工程中使用到的機(jī)器。由于此機(jī)器工作時間較長，所以消耗較大，比較容易出現(xiàn)故障問題。因此在使用該機(jī)器時，施工人員要利用檢測人員的檢測報告對其故障問題再次進(jìn)行檢驗(yàn)，確保此機(jī)器故障問題已經(jīng)得到解決，可以正常運(yùn)行。此外，檢測過程中主要是利用放電檢測法對機(jī)器進(jìn)行檢測，利用放電現(xiàn)象判斷設(shè)備是否存在問題。這種檢測技術(shù)可以保證機(jī)器可以在安全的時間內(nèi)進(jìn)行高效率工作，使煤礦工人施工得到安全保障[4]。(3)礦井提升機(jī)。礦井提升機(jī)是煤礦開采過程中施工人員最常使用的機(jī)器之一。礦井提升機(jī)時如果出現(xiàn)機(jī)械故障會影響整個工程的運(yùn)行情況，所以檢測人員要使用故障診斷技術(shù)對該機(jī)器進(jìn)行故障檢測。檢測人員主要是利用紅外熱成像技術(shù)對其進(jìn)行檢測，根據(jù)設(shè)備的信號對其進(jìn)行分析。這種方式可以找到故障問題產(chǎn)生的根本原因，并可以提前做好應(yīng)對措施，確保煤礦工作可以正常進(jìn)行。(4)故障現(xiàn)場初步診斷。如果設(shè)備在使用時出現(xiàn)意外，技術(shù)人員應(yīng)先對設(shè)備進(jìn)行檢測，做出初步判斷，對其出現(xiàn)的問題有大概的了解。在現(xiàn)場對機(jī)器出現(xiàn)的問題進(jìn)行探查時，首先要觀看相關(guān)檢測人員的檢查報告，然后再通過開動機(jī)器產(chǎn)生的聲音，以及眼睛注視機(jī)器實(shí)施過程中零件的運(yùn)行情況來判斷問題的所在，再根據(jù)感官判斷出的問題方向，對故障問題進(jìn)行進(jìn)一步檢測分析，并找出相應(yīng)的解決方法。這種診斷方式可以提高診斷結(jié)論的有效性，及時解決故障問題，使設(shè)備可以盡快恢復(fù)正常使用。

6結(jié)語

通過上文可知，故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用具有必要性。針對煤礦機(jī)械設(shè)備中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行描述，可以將紅外熱成像檢測、超聲波檢測、超聲波檢測、溫度檢測等多種故障診斷技術(shù)應(yīng)用至煤礦挖掘設(shè)備、高壓異步電動機(jī)、礦井提升機(jī)、故障現(xiàn)場初步診斷中，通過故障診斷技術(shù)對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，可以保證設(shè)備的健康運(yùn)行和煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

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作者：閆振 單位：山西天地煤機(jī)裝備有限公司