煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)探析

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)探析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：機(jī)電設(shè)備對于維持煤礦安全生產(chǎn)至關(guān)重要。通過對煤礦機(jī)電設(shè)備常見故障類型和現(xiàn)有故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和方法。該診斷技術(shù)可快速識別并定位故障設(shè)備，提升煤礦機(jī)電設(shè)備的維修效率，實現(xiàn)煤礦安全高效生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)無損檢測

引言

近年來，隨著煤礦開采機(jī)械化的逐漸普及，煤礦機(jī)電設(shè)備故障頻頻發(fā)生，導(dǎo)致煤礦開采效率受到影響，無法完成既定的開采任務(wù)，尤其是當(dāng)煤礦機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時，經(jīng)常引起煤礦事故的發(fā)生。如常見的煤礦井下通風(fēng)設(shè)備故障，將會導(dǎo)致煤礦井下通風(fēng)問題，若長時間無法得到清新的空氣，可能會引起CO超限、瓦斯突出等事故，造成煤礦井下人員傷亡。因此，對煤礦井下機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行及時診斷并排除，對于提高煤礦設(shè)備的工作效率、延長機(jī)電設(shè)備的使用壽命、避免煤礦事故發(fā)生具有重要的作用。然而，目前國內(nèi)現(xiàn)有的故障診斷技術(shù)主要依賴于工人的實踐經(jīng)驗，僅僅靠這些常識性的故障診斷技術(shù)難以快速定位故障點，傳統(tǒng)的煤礦機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測方法，如圖1所示。本文從信息技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和智能故障診斷技術(shù)等出發(fā)，提出了煤礦機(jī)電設(shè)備先進(jìn)的故障診斷和識別方法，有利于及時排除故障，避免煤礦事故發(fā)生，保證煤礦高效安全生產(chǎn)。

1煤礦機(jī)電設(shè)備常見故障舉例及原因分析

機(jī)電設(shè)備磨損量隨時間變化曲線如圖2所示，具體分為三個階段，分別為初期磨合階段、中期穩(wěn)定磨損階段、后期急劇磨損階段。1）機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)初期故障。根據(jù)機(jī)器零部件運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，機(jī)械設(shè)備在開始使用初期處于磨合階段，機(jī)械零件之間的磨損比較大，主要表現(xiàn)為齒輪嚙合振動和噪聲較大、潤滑油潤滑效果不佳等。煤礦機(jī)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)初期，存在個別操作人員對相關(guān)操作規(guī)程的不熟悉，由于操作不當(dāng)而引發(fā)的設(shè)備故障。2）機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中期故障。煤礦機(jī)電設(shè)備經(jīng)過初期的磨合階段，機(jī)械設(shè)備進(jìn)入正常的運(yùn)轉(zhuǎn)期，操作人員的熟練程度逐漸加強(qiáng)。機(jī)電設(shè)備長期處于復(fù)雜工況下，受到空氣中的粉塵、煙霧等的影響，在設(shè)備的某些連接處容易產(chǎn)生銹蝕或受粉塵影響導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)不靈的現(xiàn)象。在中期運(yùn)轉(zhuǎn)時最重要的是對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，如晉煤集團(tuán)寺河礦通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中期，由于缺乏必要的維護(hù)，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)五個月后就因潤滑不足導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不靈，最終被迫進(jìn)行更換新的零件。3）機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后期故障。煤礦機(jī)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)后期，內(nèi)部某些零部件的性能和質(zhì)量會下降，結(jié)構(gòu)相對運(yùn)動件之間會存在老化、磨損的現(xiàn)象，容易導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障。工作人員需要加強(qiáng)對某些故障的識別，如常見的設(shè)備運(yùn)行速度變慢并且產(chǎn)生異常響動、設(shè)備在短時間內(nèi)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)備運(yùn)行的溫度比較高導(dǎo)致線路燒壞，故障的原因是由于過度使用設(shè)備，沒有給設(shè)備足夠多的降溫和停機(jī)整頓，所以必須要結(jié)合實際情況作出調(diào)整。

2煤礦機(jī)電設(shè)備傳統(tǒng)故障診斷技術(shù)分析

2.1外部信息診斷技術(shù)

煤礦機(jī)電設(shè)備在實際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，往往會產(chǎn)生不同的信息，設(shè)備故障會表現(xiàn)出不同的運(yùn)行狀態(tài)和特征。通過這些信息，工作人員就可以分析設(shè)備的故障類型和主要的故障源，如機(jī)電設(shè)備表現(xiàn)為高溫，表現(xiàn)為設(shè)備外部某個區(qū)域內(nèi)的溫度異常，通過測溫儀就可以檢測到異常溫度，此時需要分析設(shè)備內(nèi)部是否存在局部短路、是長時間運(yùn)轉(zhuǎn)，還是由于內(nèi)部液壓油沒有得到及時更換，導(dǎo)致散熱性能變差等情況。通過簡單的儀器儀表觸摸機(jī)電設(shè)備外部，就可以對感知到的外部信息可以進(jìn)行診斷，這是比較容易實現(xiàn)的診斷技術(shù)，但這種技術(shù)受工人實踐經(jīng)驗的影響較大[1]。煤礦巷道支護(hù)液壓支架人工現(xiàn)場診斷故障方法，如圖3所示。

2.2設(shè)備振動監(jiān)測診斷技術(shù)

任何發(fā)聲的物體都在振動。煤礦井下機(jī)電設(shè)備在實際運(yùn)行過程中，受內(nèi)部電動機(jī)以及外部環(huán)境的振動，有自己固有的振動頻率。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時，由于某個零件出現(xiàn)損壞或者是管道連接不當(dāng)，將會導(dǎo)致設(shè)備自身或者相連的管路發(fā)生振動，有些振動比較明顯，可以通過肉眼進(jìn)行觀察，有些振動頻率比較低，必須要使用專業(yè)的振動監(jiān)測儀器對設(shè)備進(jìn)行檢測，通過采集振動信號，計算機(jī)進(jìn)行分析，可以比較精確診斷故障，準(zhǔn)確找出設(shè)備存在的故障問題并解決。

2.3多手段結(jié)合監(jiān)測技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備故障診斷方式是多樣的，主要是通過感觀獲取信息，并使用檢測儀器設(shè)備作為輔助診斷，受工人工作經(jīng)驗以及工種熟練程度的影響較大。所以必須要采用多樣化的監(jiān)測手段才能夠得到準(zhǔn)確的故障診斷結(jié)果，尤其是對于某些重載機(jī)電設(shè)備，如采煤機(jī)、機(jī)載錨桿鉆機(jī)以及錨桿轉(zhuǎn)載機(jī)組等，采用單一的監(jiān)測手段往往難以得到準(zhǔn)確的故障診斷結(jié)果。為此，對煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷采取多手段結(jié)合的監(jiān)測技術(shù)和方法，減少外部干擾，將外界因素的影響降到最低，提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性和結(jié)果的可信度[2-3]。如對機(jī)電設(shè)備溫度控制的監(jiān)測中，除了采集當(dāng)前的運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)外，還收集設(shè)備在其它狀態(tài)下的溫度數(shù)據(jù)，結(jié)合折線圖等進(jìn)行對比分析，有利于盡快發(fā)現(xiàn)故障點并進(jìn)行處理。

3煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷新技術(shù)

3.1智能化診斷實時監(jiān)測技術(shù)

傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)因存在諸多干擾因素，容易導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備故障診斷失誤，從而無法保證設(shè)備故障及時處理，為此提出了先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和方法。利用人工智能開發(fā)的智能化診斷技術(shù)，從采集信息、發(fā)送信息到分析信息均采用智能化系統(tǒng)。通過建立自學(xué)習(xí)機(jī)制，模擬人腦的思維過程，收集機(jī)電設(shè)備的故障信息，建立故障庫，利用開發(fā)模擬的專家系統(tǒng)對設(shè)備的故障表現(xiàn)進(jìn)行對比分析，實現(xiàn)對故障的精確分析和診斷，大大提高了診斷結(jié)果的準(zhǔn)確度以及故障的處理速度[4]。煤礦機(jī)電設(shè)備常見故障智能化診斷技術(shù)原理圖，如圖4所示。通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，提取關(guān)鍵特征，現(xiàn)場檢測到的信息與故障庫中的數(shù)據(jù)對比，從而實現(xiàn)智能診斷和分析。

3.2無損監(jiān)測識別技術(shù)

在國內(nèi)，逐漸開始應(yīng)用無損檢測技術(shù)對提升機(jī)鋼絲繩以及液壓系統(tǒng)管路進(jìn)行檢測[5]。利用超聲波無損檢測技術(shù)或電磁無損檢測技術(shù)，在不破壞結(jié)構(gòu)或者無需拆開機(jī)箱的情況下，即可對結(jié)構(gòu)故障點進(jìn)行檢測。如常見的采煤機(jī)截割部傳動系統(tǒng)振動異常時，傳統(tǒng)的監(jiān)測手段需要首先拆開機(jī)箱，逐個查看內(nèi)部齒輪的嚙合情況，比較費時間?，F(xiàn)在，可通過超聲波穿透機(jī)箱直接監(jiān)測傳動系統(tǒng)，對故障點異常聲響進(jìn)行定位和診斷。相比于傳統(tǒng)的監(jiān)測技術(shù)，利用無損檢測，可以節(jié)省時間，對故障點進(jìn)行快速定位和診斷，及時處理故障。

3.3光學(xué)監(jiān)測技術(shù)

面對大型設(shè)備比如常用的ABM20掘錨機(jī)，當(dāng)設(shè)備的多個位置點均有故障，均表現(xiàn)為溫度異常時，傳統(tǒng)的監(jiān)測手段需要大量的工人參與，重復(fù)進(jìn)行監(jiān)測和定位，勞動強(qiáng)度比較大。利用光學(xué)傳感監(jiān)測技術(shù)，將接收到的紅外線轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號，設(shè)備內(nèi)部故障表現(xiàn)出的溫度異常，就可以通過紅外線熱成像技術(shù)，對外部溫度進(jìn)行全面監(jiān)測，多點定位診斷故障，設(shè)備故障可以及時得到處理。紅外熱成像技術(shù)可以有效對機(jī)電設(shè)備表面發(fā)出的紅外熱能進(jìn)行采集，對比環(huán)境溫度，對溫度異常進(jìn)行可視化顯示，監(jiān)測結(jié)果更加準(zhǔn)確，同時減輕了工人的勞動強(qiáng)度。

4結(jié)論

本文分析了煤礦機(jī)電設(shè)備不同時期發(fā)生的常見故障，故障原因主要為機(jī)電設(shè)備自身故障、操作不當(dāng)故障或維護(hù)不及時三大類。傳統(tǒng)的故障診斷技術(shù)存在診斷誤差大，工人監(jiān)測勞動強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣等問題，為此提出了先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備故障監(jiān)測診斷技術(shù)，融合了信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，可以實現(xiàn)對故障點的快速定位和診斷。

參考文獻(xiàn)

[1]李迎富.礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用探究[J].能源與節(jié)能，2021（5）：186-187.

[2]邊疆.故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備維修中的應(yīng)用研究[J].當(dāng)代化工研究，2021（3）：119-120.

[3]牛亞東.煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修技術(shù)淺探[J].能源與節(jié)能，2021（1）：112-113.

[4]趙文君.煤礦機(jī)電設(shè)備故障分析及應(yīng)對措施[J].煤，2020（11）：72-73.

[5]范斌.煤礦機(jī)電設(shè)備常見故障分析及其處理策略概述[J].內(nèi)蒙古石油化工，2020（11）：55-56.

作者:張琦 單位:山西潞安集團(tuán)蒲縣伊田煤業(yè)有限公司