煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

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

1故障診斷技術(shù)概述

1．1故障診斷技術(shù)理論

所謂故障診斷技術(shù)實(shí)際上就是合理運(yùn)用多樣化的檢測方法和檢測技術(shù)，對煤礦機(jī)械設(shè)備各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行前后的狀態(tài)進(jìn)行全面的檢查，以便于準(zhǔn)確分析和判斷設(shè)備發(fā)生故障的部位，并以此為基礎(chǔ)制定科學(xué)合理的故障處理方案。工作人員在開展煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測時(shí)，必須明確定位設(shè)備發(fā)生故障的部位，根據(jù)故障發(fā)生的嚴(yán)重程度進(jìn)行維修或者更換故障部件，才能最大限度地降低故障對煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的不利影響［1］。

1．2故障診斷技術(shù)的性能和指標(biāo)

煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的性能與指標(biāo)具有多樣化的特點(diǎn)，目前常見的煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)指標(biāo)主要有以下幾個(gè)方面:①及時(shí)性。故障檢測必須及時(shí)，工作人員一旦發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)該在最短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)用檢測技術(shù)進(jìn)行設(shè)備故障的檢測。故障出現(xiàn)與故障檢測過程中消耗的時(shí)間，是衡量和判斷故障檢測及時(shí)性的關(guān)鍵指標(biāo)。所以，工作人員在故障診斷和檢查過程中，必須全面分析系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)的各個(gè)故障，并以此為基礎(chǔ)準(zhǔn)確的區(qū)分、定位故障發(fā)生部位，為后續(xù)故障處理工作的開展做好充分的準(zhǔn)備。②故障判斷識別能力。故障判斷與識別能力實(shí)際上就是技術(shù)人員識別故障大小的基本能力，只有具備較高的故障診斷識別能力，才能在煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障后，通過有效的分析，準(zhǔn)確判斷故障大小和發(fā)生部位，確保設(shè)備維修工作的順利開展。③自主適應(yīng)能力。技術(shù)人員在應(yīng)用故障檢測系統(tǒng)開展煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測工作時(shí)，必須保證被檢測主體具有自主適應(yīng)能力，才能確保煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測工作的高效開展。

2煤礦機(jī)械設(shè)備中常應(yīng)用的故障診斷方法

2．1溫度監(jiān)測診斷

煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)往往會隨著設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化。所以，工作人員在借助溫度監(jiān)測技術(shù)判斷煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該從以下幾方面著手。首先，溫度監(jiān)測診斷技術(shù)。溫度監(jiān)測診斷技術(shù)主要是利用溫度傳感器獲取煤礦機(jī)械設(shè)備的實(shí)時(shí)溫度，以達(dá)到準(zhǔn)確判斷煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定與否的目的。技術(shù)人員在運(yùn)用溫度監(jiān)測技術(shù)時(shí)，必須充分考慮煤礦礦井提升設(shè)備、高壓異步電動機(jī)設(shè)備、煤礦采掘機(jī)設(shè)備等發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，以及故障發(fā)生后造成的危害，獲取溫度傳感器檢測的煤礦機(jī)械設(shè)備實(shí)時(shí)溫度，才能確保煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷的精確性與可靠性。其次，為了保證煤礦機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，工人應(yīng)該在安裝溫度傳感器的基礎(chǔ)上，通過控制平臺分析設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)溫度，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行溫度超出正常溫度范圍，那么設(shè)備管理人員必須立即關(guān)閉相關(guān)設(shè)備，查找故障發(fā)生的位置，并在故障檢修完成后才能允許其重新投入使用。此外，工作人員在運(yùn)用溫度監(jiān)測技術(shù)診斷煤礦機(jī)械設(shè)備故障時(shí)，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備正常運(yùn)行的狀態(tài)和特點(diǎn)，設(shè)定設(shè)備運(yùn)行的溫度限值，如果監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定超出最高溫度限值，則應(yīng)該立刻發(fā)出預(yù)警信息，便于工作人員及時(shí)開展故障維修［2］。

2．2振動檢測診斷

煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中發(fā)生故障后，設(shè)備經(jīng)常發(fā)生異常振動，工作人員可以采用振動檢測診斷技術(shù)分析和排除故障。首先，通過深入分析煤礦機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)行與綜合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)子運(yùn)行故障、支撐系統(tǒng)運(yùn)行故障、連接故障等都是導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)異常振動的主要原因。煤礦機(jī)械設(shè)備處在正常運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，機(jī)械設(shè)備的振動頻率處在穩(wěn)定的狀態(tài)，工作人員在運(yùn)用振動檢測技術(shù)檢測煤礦基礎(chǔ)設(shè)備的故障時(shí)，應(yīng)該以煤礦機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行狀態(tài)下的振動數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析和判斷煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常與否。如果經(jīng)過數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備確實(shí)存在異?，F(xiàn)象，且煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生了異常振動，則可以判斷煤礦機(jī)械設(shè)備已經(jīng)出現(xiàn)了安全隱患，此時(shí)工作人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行故障檢修和排查工作。其次，工作人員必須將振動檢測診斷技術(shù)與煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)境緊密的結(jié)合在一起，才能準(zhǔn)確的獲取煤礦機(jī)械設(shè)備在一定時(shí)間段內(nèi)的振動幅度、振動頻率數(shù)據(jù)變化情況，并以此為基礎(chǔ)準(zhǔn)確判斷煤礦機(jī)械設(shè)備的老化程度，便于維修人員及時(shí)更換或者維修故障元件。

2．3超聲無損檢測

超聲無損檢測技術(shù)作為一種先進(jìn)的檢測技術(shù)，在煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢修和管理中的推廣和應(yīng)用，使工作人員可以在不損害設(shè)備質(zhì)量的前提下準(zhǔn)確獲取設(shè)備故障和缺陷發(fā)生的位置，為后續(xù)煤礦機(jī)械設(shè)備故障的排除工作奠定了良好的基礎(chǔ)。隨著超聲無損檢測技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測中的應(yīng)用，煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測的準(zhǔn)確性也得到了顯著提高。根據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近些年我國煤礦數(shù)量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，說明我國在去產(chǎn)能工作方面已經(jīng)全面進(jìn)入了結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性去產(chǎn)能的階段。由于在這一階段煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的穩(wěn)定與否對于煤礦安全生產(chǎn)有著極為重要的意義，所以，工作人員應(yīng)該充分發(fā)揮超聲無損檢測技術(shù)的優(yōu)勢，通過向煤礦機(jī)械設(shè)備指定位置發(fā)射超聲波的方式，準(zhǔn)確分析波段發(fā)射前后的變化，定位設(shè)備發(fā)生故障的部位，才能準(zhǔn)確的判斷煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。另外，由于超聲波無損檢測技術(shù)與溫度監(jiān)測診斷技術(shù)、振動檢測振動技術(shù)等相比，具有故障檢測精細(xì)化程度高等特點(diǎn)，所以工作人員只需要借助超聲波無損檢測技術(shù)，深入分析煤礦機(jī)械設(shè)備內(nèi)部關(guān)鍵部件的實(shí)際運(yùn)行情況，然后根據(jù)相應(yīng)反饋數(shù)據(jù)即可準(zhǔn)確地判斷出機(jī)械設(shè)備使用壽命的長短［3］。

2．4自動化技術(shù)

煤礦機(jī)械設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行對于煤礦的安全開采有著決定性的影響，所以煤礦機(jī)械設(shè)備的管理人員必須加大自動化技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備管理和使用中的應(yīng)用力度，優(yōu)化煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測體系，提高煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測的準(zhǔn)確性。經(jīng)過深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，近些年我國煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)取得了非常顯著的成效。借助自動化技術(shù)，將煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測系統(tǒng)與溫度監(jiān)測診斷技術(shù)、振動檢測診斷技術(shù)、超聲波無損檢測技術(shù)緊密的結(jié)合在一起，工作人員即可全方位的獲取煤礦機(jī)械設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。此外，由于溫度檢測故障診斷技術(shù)、振動檢測診斷技術(shù)、超聲波無損檢測技術(shù)的檢測重點(diǎn)不盡相同，所以，為了實(shí)現(xiàn)分類存儲，整合分析不同故障檢測技術(shù)獲取的煤礦機(jī)械設(shè)備故障檢測數(shù)據(jù)，煤礦機(jī)械設(shè)備的管理和維修人員必須嚴(yán)格按照要求調(diào)取和分析溫度信息、振動信息以及零部件信息，并以此為基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)發(fā)出設(shè)備運(yùn)行故障預(yù)警信息，確保工作人員可以及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和定位故障發(fā)生部位，促進(jìn)了煤礦機(jī)械設(shè)備井下開采安全性的有效提升。

3故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的具體應(yīng)用

3．1初步診斷

工作人員在進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)備故障現(xiàn)場診斷時(shí)，主要是從信號檢測、處理、識別、預(yù)測等幾方面著手。如果經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)煤礦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)了異常信號，則應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇溫度、噪聲、振動等信號診斷和識別設(shè)備故障，然后根據(jù)不同信號，檢測發(fā)生問題的部位，最后根據(jù)設(shè)備發(fā)生故障的類型采取相應(yīng)的解決措施［4］。

3．2在高壓異步電動機(jī)中的應(yīng)用

高壓異步電動機(jī)是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，如果高壓異步電動機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)絕緣老化等問題，必然會對煤礦開采工作產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，有關(guān)高壓異步電動機(jī)故障診斷的方法也越來越多。比如，高壓感應(yīng)電動機(jī)發(fā)生故障后，電動機(jī)接頭會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，此時(shí)，工作人員可以通過放電現(xiàn)象檢查高壓異步電動機(jī)是否發(fā)生了故障。這種診斷方法不僅方便快捷，而且提高了高壓異步電動機(jī)診斷維護(hù)的效率，為煤礦開采工作的安全高效進(jìn)行提供了安全保障。另外，由于供電系統(tǒng)屬于信息系統(tǒng)的一種，一旦供電系統(tǒng)發(fā)生故障，必然會對煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以，工作人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息，制定煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷監(jiān)控預(yù)警機(jī)制，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決供電系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的故障隱患。

3．3做好監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是確保煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸高效、安全的關(guān)鍵。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)作為一項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，因?yàn)榫哂袘?yīng)用方便、節(jié)省通信設(shè)備費(fèi)用、減輕系統(tǒng)維護(hù)工作量等優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)了煤礦機(jī)械設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行安全性與可靠性的提升。借助工業(yè)以太網(wǎng)傳送監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，設(shè)備管理人員不僅可以及時(shí)準(zhǔn)確地了解井下開采的實(shí)際情況，而且最大限度地降低了各種危險(xiǎn)隱患發(fā)生的概率，提高了煤礦井下開采的安全性與穩(wěn)定性。

3．4選擇合適的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)

智能采集器在煤礦開采中的推廣和應(yīng)用，要求工作人員必須根據(jù)煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)，選擇符合要求的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)智能采集器，才能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的目的。

4結(jié)語

總之，隨著我國進(jìn)入深化能源體制改革的關(guān)鍵時(shí)期，煤礦機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜程度在加大，煤礦機(jī)械設(shè)備對井下安全開采工作產(chǎn)生的影響也越來越大。所以，工作人員必須充分發(fā)揮先進(jìn)煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)的優(yōu)勢，加大煤礦機(jī)械設(shè)備故障診斷的力度，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決煤礦機(jī)械設(shè)備存在的安全隱患。

參考文獻(xiàn):

［1］許磊．機(jī)械設(shè)備故障診斷與維修技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用［J］．西部探礦工程，2020，32(01):124－125+127．

［2］郭慧慧．故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用研究［J］．科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27(36):42－43．

［3］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(31):155－156．

［4］馬海林．故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析［J］．河南科技，2019(23):73－75．

作者：吳怡 單位：神華包頭能源有限責(zé)任公司