煤礦機械設備故障診斷技術(shù)應用

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摘要：中國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展使得對煤炭的需求量越來越大，因此，煤礦開采設備是否可以高效運行對煤礦企業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。要保證煤礦開采機械設備的穩(wěn)定運行就要對設備進行定期地故障檢修，故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備中的應用可以及時地對設備進行檢測和對問題進行處理，保證開采工作的進程，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)合煤礦機械設備的工作特征，對故障診斷技術(shù)在機械設備中應用的重要作用進行概述；其次對煤礦機械設備中常見問題進行分析；最后通過對故障技術(shù)方法以及在設備中的實際應用進行描述，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；機械設備；故障診斷；技術(shù)應用

引言

在我國經(jīng)濟水平快速發(fā)展的驅(qū)動下，各行各業(yè)生產(chǎn)規(guī)模都在不斷擴大。煤炭行業(yè)也不例外。煤礦開采工作較為復雜，需要借助大型機械設備來完成各個高難度的工作環(huán)節(jié)。但在實際的開采工作中因為工程的特殊性，煤礦機械設備常常出現(xiàn)故障，一方面耽誤開采工作的正常進行，不能按時完成開采目標；另一方面，機械設備出現(xiàn)故障對操作人員的生命安全也會產(chǎn)生威脅。因此，利用高效先進的故障診斷技術(shù)對機械設備進行維護和保養(yǎng)，保證設備的穩(wěn)定運行，對提高設備的工作效率和煤礦企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟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，是因為在對設備進行檢查過程中，利用感應設備對故障點進行準確定位，繼而進行及時地故障處理。如果故障點問題較大，需要對設備進行更換的情況下，首先要采取隔離措施對故障點進行處理[1]。利用科學的檢測方法和先進的檢測技術(shù)對設備整體進行系統(tǒng)地故障診斷，可以快速有效地找到問題故障點，便于技術(shù)人員及時采取有效的解決措施對故障進行安全排除。

2煤礦機械設備的工作特點及故障診斷應用的必要性

(1)煤礦機械設備的工作特點。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雜，機器設施長時間在此環(huán)境下工作，很容易出現(xiàn)機械故障。高負荷、工作時長，使機器的磨損情況嚴重化，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)人員應對機器設施故障問題及時檢測，并予以進行修復。(2)故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備中應用的必要性。煤礦開采使用機器設備工作時，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，大大增加了機器設施出現(xiàn)故障的概率。如果不能及時發(fā)現(xiàn)機器設施出現(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)工作人員應不定期地對設施進行檢測及維護，及時掌握設備的運行情況，預防故障的出現(xiàn)，降低故障發(fā)生的可能性，確保機器安全運行，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，也加重了機器自身工作的極限，使其超負荷工作。機器設施長時間超負荷工作，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，要積極引進先進的診斷技術(shù)，對機器設施的使用情況進行及時檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決，才能保障工程的順利進行[2]。

3使用的過程中煤礦機械設備易出現(xiàn)的故障

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

4故障診斷技術(shù)介紹

(1)紅外熱成像檢測。工作人員在進行煤炭開采，由于設備使用時間過長，導致設備溫度較高，工作人員可以利用紅外線熱成像方法對機械進行溫度檢測。紅外熱像儀的故障診斷技術(shù)是較為先進的，與其他檢測方法相比效果良好。紅外熱像儀是根據(jù)被檢設施表面的紅外熱能自發(fā)生成實時熱圖像的原理進行檢測，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)良性能應用已極為廣泛，運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備造成損害，所以項此技術(shù)在煤礦工程之中廣為應用。超聲波技術(shù)不僅具有使用靈活、靈敏度高、聲波穿透力較強等特點，還可以通過熱、電、光等反應現(xiàn)象，檢測出設備內(nèi)外部分的損害情況，可以具體識別判斷機器出現(xiàn)問題的部位；能夠精準地檢測出設備的各項指標數(shù)據(jù)，判斷設備還可以使用的期限和設備本身的性能，使工作人員可以及時更換設備，保證工程順利進行。(3)振動檢測。在煤礦開采過程中，使用機械設備時會出現(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，就應知道是機器設施出現(xiàn)了問題。這時候相關(guān)人員就要利用診斷技術(shù)對機器進行檢驗，查看設備的運行情況，找出設備問題所在并及時修復。系統(tǒng)在工作期間，無論是轉(zhuǎn)子出現(xiàn)問題，還是系統(tǒng)其他設備出現(xiàn)問題，都會導致機械出現(xiàn)振動頻率異?，F(xiàn)象。一般來說，正常的設施運行時，相關(guān)的數(shù)據(jù)特點和各項運作指標都均為正常，而且仔細觀察會發(fā)現(xiàn)這些指標數(shù)據(jù)具有一定的運行規(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備是否出現(xiàn)了問題，進而對機器采取相應的解決措施。(4)溫度檢測。溫度檢測主要是對設備的溫度進行測量后與正常數(shù)值作對比，比正常值高時，就很可能是設備出現(xiàn)了問題。煤礦開采使用機器設備的振動頻率較為頻繁，部分設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，當出現(xiàn)溫度較高的情況時，工作人員就需要及時查看設備運行情況，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，就應及時查看軸承的具體情況并及時做出應對措施。

5故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備注重的應用

(1)煤礦挖掘設備。煤礦挖掘機是用于煤礦開采的另外一臺重要設備，對其故障診斷同樣需要高度重視。通常情況下，該機器要比其他機器使用時間更長一些，使用頻率與其他機器相比也較大，這些因素都增大了機器出現(xiàn)問題的概率。因挖掘機工作時對軸承磨損較大，軸輪相互摩擦時也會升高軸承的溫度，所以煤礦挖掘機中最容易出現(xiàn)故障的部位是軸承。因此，煤礦挖掘機設備的檢測方式是使用溫度檢測法對機器進行檢測，根據(jù)溫度的檢測結(jié)果以及檢測人員的分析結(jié)果，掌握機器的使用情況，并對其的工作強度作出判斷。(2)高壓異步電動機。高壓異步電動機是在煤礦工程中使用到的機器。由于此機器工作時間較長，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行檢驗，確保此機器故障問題已經(jīng)得到解決，可以正常運行。此外，檢測過程中主要是利用放電檢測法對機器進行檢測，利用放電現(xiàn)象判斷設備是否存在問題。這種檢測技術(shù)可以保證機器可以在安全的時間內(nèi)進行高效率工作，使煤礦工人施工得到安全保障[4]。(3)礦井提升機。礦井提升機是煤礦開采過程中施工人員最常使用的機器之一。礦井提升機時如果出現(xiàn)機械故障會影響整個工程的運行情況，所以檢測人員要使用故障診斷技術(shù)對該機器進行故障檢測。檢測人員主要是利用紅外熱成像技術(shù)對其進行檢測，根據(jù)設備的信號對其進行分析。這種方式可以找到故障問題產(chǎn)生的根本原因，并可以提前做好應對措施，確保煤礦工作可以正常進行。(4)故障現(xiàn)場初步診斷。如果設備在使用時出現(xiàn)意外，技術(shù)人員應先對設備進行檢測，做出初步判斷，對其出現(xiàn)的問題有大概的了解。在現(xiàn)場對機器出現(xiàn)的問題進行探查時，首先要觀看相關(guān)檢測人員的檢查報告，然后再通過開動機器產(chǎn)生的聲音，以及眼睛注視機器實施過程中零件的運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，對故障問題進行進一步檢測分析，并找出相應的解決方法。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，使設備可以盡快恢復正常使用。

6結(jié)語

通過上文可知，故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備中的應用具有必要性。針對煤礦機械設備中易出現(xiàn)的問題進行描述，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)應用至煤礦挖掘設備、高壓異步電動機、礦井提升機、故障現(xiàn)場初步診斷中，通過故障診斷技術(shù)對煤礦機械設備進行維護，可以保證設備的健康運行和煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]王廣用.故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2020,17(5):111-112.

[2]李東，陳飛舟，張銀學，等.故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備中的應用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2020(5):145.

[3]劉勇.故障診斷技術(shù)在煤礦機械設備中的分析應用[J].中國機械，2020(9):142-143.

[4]王沖.煤礦機械設備的故障診斷技術(shù)研究[J].科學技術(shù)創(chuàng)新，2020(11):174-175.

作者：閆振 單位：山西天地煤機裝備有限公司