煤礦機械設(shè)備的故障和維修探究

李建波

[摘 要]煤炭是中國的第一大能源，煤炭的安全有效生產(chǎn)能否得以保證，將直接影響到整個國民經(jīng)濟的利益。在煤礦企業(yè)中，除了大量的采煤工人，煤礦機械設(shè)備是保證煤炭生產(chǎn)的必備條件，并且隨著科技水平的不斷提高，我國煤礦的機械化程度將日益提高。本文簡要介紹了機械設(shè)備維修的四種方式和目前我國煤礦企業(yè)采用的故障診斷技術(shù)，并探討了提高煤礦機械設(shè)備可維修性的途徑。

[關(guān)鍵詞]煤礦機械設(shè)備 故障診斷技術(shù) 維修措施

中圖分類號：TD407 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）18-0366-01

煤礦機械設(shè)備頻繁的故障發(fā)生率在很大程度上取決于其自身的特點。在煤礦企業(yè)中，除了大量的采煤工人，煤礦機械設(shè)備是保證煤炭生產(chǎn)的必備條件，并且隨著科技水平的不斷提高，我國煤礦的機械化程度將日益提高。實踐證明，在生產(chǎn)過程中機械設(shè)備因各種原因?qū)е碌墓收项l繁發(fā)生，嚴重影響了煤炭的有效生產(chǎn)。

1 煤礦機械設(shè)備的特點

（1）工作環(huán)境惡劣：極差的照明條件，礦井內(nèi)無處不在的粉塵、水汽、噪音、有害氣體和液體等；

（2）工作條件苛刻：多數(shù)機械設(shè)備都在高速、重載、振動、沖擊、摩擦和潤滑不良的工況條件下工作；3工作時間長：絕大多數(shù)機械設(shè)備都是不分晝夜，常年累月連續(xù)運行。

上述諸特點導致了煤礦機械設(shè)備頻繁的故障和事故發(fā)生，其維修工作重要而又艱巨。

2 機械設(shè)備維修或維護的種類

在機械設(shè)備的維修方式的發(fā)展過程中，主要有：事后維修、預防性維修、預知性維修和主動預防性維護四類。事后維修顧名思義是指當設(shè)備發(fā)生故障或損壞后采取的被迫停機而進行的毫無事先計劃的應急維修。由于事先無計劃，因此可能導致維修時間長，由此帶來的停產(chǎn)損失巨大。

預防性維修是針對事后維修的明顯缺點而產(chǎn)生的一種以時間為基礎(chǔ)的維修制度。由于它采取一定時間和不同程度的維修方式，因此能在一定程度上保證設(shè)備的正常工作，避免了因零件壽命超期帶來的失效問題。但會因維修次數(shù)多而導致不必要的設(shè)備停機次數(shù)過多、維修費用增加，降低了設(shè)備的使用效率的同時又增加了大量的維修成本。預知性維修就是在設(shè)備工作時，檢測設(shè)備的工作狀態(tài)信息，判斷設(shè)備的工作是否正常，其監(jiān)測對象一般為材料磨損和性能下降的早期失效征兆，如振動、噪聲等。若設(shè)備工作出現(xiàn)異常，則判斷設(shè)備的故障點所在，并指導維護人員進行及時的維修，以減少不必要的停機時間，降低維修費用。其缺點是只能減輕設(shè)備的損壞程度，而不能降低事故發(fā)生頻率和延長零件的使用壽命。

3 故障分析中磨損失效分析的重要性

在煤礦機械發(fā)生故障的眾多原因中，摩擦損失是最主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，30%的綜采設(shè)備事故率中，有90%是由機件失效引起，而其中又有80%是因磨損所致。在煤礦機械中存在各種各樣的磨損，送帶磨損失效、中部槽磨損失效、鋼絲繩磨損失效，以及其它機械零部件的磨損失效等等。

因上述各種磨損失效造成的經(jīng)濟損失數(shù)額巨大，并且隨著我國煤礦機械化程度的日益提高，機械設(shè)備的摩擦學問題也越來越突出，因此，研究磨損失效問題，積極采取主動預防性維護措施，努力把新技術(shù)（如耐磨材料的研發(fā)、表面工程技術(shù)及潤滑理論的應用等）應用到煤礦機械的設(shè)計、維護中去，解決煤礦機械中的摩擦學問題具有十分重要的意義。

4 煤礦機械的故障診斷技術(shù)

4.1 振動檢測診斷技術(shù)

它是根據(jù)設(shè)備運行時振動信號的時域或頻域特性或其特征值的變化規(guī)律來分析設(shè)備的運行狀態(tài)和故障的一種方法。這種診斷技術(shù)由于能實時地、直觀地精確地表征機械動態(tài)特征及其變化過程，監(jiān)測診斷方法簡單實用，而被廣泛應用。

4.2 油液磨屑分析診斷技術(shù)

從機械的液壓和潤滑系統(tǒng)中提取抽樣，采用光譜分析、鐵譜分析等油液分析技術(shù)對油液磨屑粒形狀態(tài)進行識別或觀察油液介質(zhì)的物理、化學成分的變化，從而判斷機械運行狀況。

4.3 紅外測溫診斷技術(shù)

由于機械磨損、電器結(jié)點的燒壞等會造成材料的局部溫度升高，從而影響材料的其他性能（如力學性能等）。根據(jù)此原理，通過采用溫度傳感器等，監(jiān)測機械設(shè)備各部位的不同溫度或溫度變化來分析判斷機械設(shè)備運行狀態(tài)。

4.4 無損檢測技術(shù)

無損檢測技術(shù)是目前應用領(lǐng)域較廣的一種技術(shù)，它的一大特點是它可以在不損傷被檢測對象的條件下來探測檢測對象的內(nèi)部或表面的缺陷。如利用滲透檢測、超聲波檢測、聲全息檢測、磁粉檢測等技術(shù)檢測材料表面的缺陷，檢測內(nèi)部缺陷的技術(shù)有：微波檢測、中子檢測、射線檢測等。當用無損檢測技術(shù)對煤礦機械設(shè)備進行故障診斷時，必須要確定使用哪種檢測手段，因此首先要對被檢對象的材質(zhì)、加工過程、缺陷可能的類型作認真地分析。

4.5 提高可維修性的措施

4.5.1 從機械設(shè)備的設(shè)計上

（1）簡化煤礦機械的結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)合使用環(huán)境，通過對設(shè)備的功能分析，在能夠保證設(shè)備完成所要求的使用性能的前提下，最初的方案設(shè)計必須考慮有利于維修性這一設(shè)備生命周期的環(huán)節(jié)，盡量簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以方便維修作業(yè)和降低維修工作量。

（2）可達性設(shè)計

可達性包括安裝場所的可達性、設(shè)備外部及內(nèi)部的可達性等。當需要進行設(shè)備維修時，要能夠保證維修人員有充裕的操作空間、并根據(jù)可能的維修需要在設(shè)備的外部和內(nèi)部設(shè)計能滿足人機工程學原理的一些窗口、裝置或部件等。

（3）模塊化、標準化設(shè)計

部件采用模塊級設(shè)計后，可以大大縮短維修時間，并且更換后的部件可以重新修復備用，提高了部件的利用率，從而節(jié)省維修費用。另外，標準化、系列化的部件設(shè)計，再加上標準化的維修工具，將利于實施快速維修，并降低維修技術(shù)要求。

（4）易識別性設(shè)計

由于煤礦機械設(shè)備特殊的工作環(huán)境，以及零部件的復雜性，零部件的易識別性設(shè)計就顯得尤為重要。對同一類別的部件或設(shè)備采用同一的標記形式（如統(tǒng)一的顏色）可以大大方便維修人員對待更換部件的快速識別。

4.5.2 采用現(xiàn)代潤滑技術(shù)

由前面分析知，磨損失效在機械故障的誘因中占有極大的比重，而機件由于磨損所引起的失效中，又有85%是由于液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)中的油液遭受到嚴重污染所造成的。潤滑是設(shè)備保養(yǎng)維修宗旨中的一個重要方面，因此將潤滑理論應用到煤礦機械設(shè)備保養(yǎng)維修工作中去，采用現(xiàn)代的潤滑技術(shù)可以大大減少設(shè)備的磨損失效現(xiàn)象，從而降低設(shè)備的故障發(fā)生率。

現(xiàn)代的潤滑技術(shù)包括新型潤滑劑的采用和先進的設(shè)備潤滑狀況檢測技術(shù)（如電腦油質(zhì)分析儀器等智能化儀表的應用）等。

5 結(jié)束語

煤礦機械設(shè)備占有煤礦總固定資產(chǎn)很大的比重，做好對其故障分析、診斷和維修工作對于保證其正常有效的運行，提高其利用率，使企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟利益，有非常重要的意義。

參考文獻：

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[2]韓永海.煤礦機械維修性的初探[J].煤礦機械，2005，（6）：114-115.