煤礦機(jī)電設(shè)備中故障檢測(cè)診斷技術(shù)及其應(yīng)用

王洪義

【摘 要】故障檢測(cè)診斷技術(shù)是一項(xiàng)集合了信息技術(shù)、傳導(dǎo)技術(shù)和電腦技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域?yàn)橐惑w的先進(jìn)技術(shù)手段，近年來(lái)在煤礦行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用與普及。本文結(jié)合工作實(shí)際，從故障檢測(cè)診斷技術(shù)的特點(diǎn)出發(fā)，并就故障檢測(cè)診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備安全中的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦；機(jī)電設(shè)備；故障檢測(cè)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷發(fā)展提高，工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)中的故障問(wèn)題對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備與機(jī)械裝置系統(tǒng)的影響作用也越來(lái)越大。尤其是煤礦的機(jī)電設(shè)備運(yùn)行生產(chǎn)中，一旦機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障問(wèn)題，不僅對(duì)于整個(gè)煤礦機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的正常生產(chǎn)運(yùn)行造成一定的影響，而且可能會(huì)導(dǎo)致煤礦安全生產(chǎn)事故的發(fā)生，對(duì)于煤礦企業(yè)的利益以及社會(huì)影響的危害作用都十分明顯。故障檢測(cè)診斷技術(shù)是一種以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和信號(hào)傳輸處理技術(shù)、傳感器技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)為支撐的故障問(wèn)題檢測(cè)診斷綜合技術(shù)手段，它在實(shí)際故障問(wèn)題的檢測(cè)診斷中，通過(guò)對(duì)于機(jī)電設(shè)備信號(hào)的檢測(cè)以及故障問(wèn)題的判斷、故障預(yù)測(cè)、故障隔離等方式，對(duì)于機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的故障問(wèn)題進(jìn)行及早檢測(cè)、及早診斷以及及早預(yù)防，有利于進(jìn)行故障問(wèn)題影響的避免控制、減少機(jī)電設(shè)備運(yùn)行事故的發(fā)生。

1.故障檢測(cè)診斷技術(shù)的特點(diǎn)

隨著現(xiàn)代化的維修理論、工藝?yán)碚摗⒒A(chǔ)學(xué)科理論和檢查技術(shù)的發(fā)展，故障檢測(cè)診斷技術(shù)也不斷得以完善。它最主要有以下幾方面的特點(diǎn)：

1.1技術(shù)的復(fù)合性

機(jī)電設(shè)備的診斷和維修，涉及到了動(dòng)力學(xué)、摩擦學(xué)、物理學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域，并包含了自動(dòng)化應(yīng)用、機(jī)械制造、液壓機(jī)器應(yīng)用等多方面知識(shí)體系，因此故障診斷技術(shù)是一門(mén)綜合性的學(xué)科，在實(shí)際應(yīng)用中需要經(jīng)驗(yàn)豐富，而且知識(shí)面廣。

1.2明確的目的性

故障檢測(cè)診斷技術(shù)具有明確的目的性，就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的故障，并運(yùn)用相關(guān)的技術(shù)，對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的定位與分析，進(jìn)而制定出相應(yīng)合理的維修方案，以確保生產(chǎn)的安全與順利。

1.3實(shí)踐性與理論并重

故障檢測(cè)診斷技術(shù)，不僅具有廣泛的理論基礎(chǔ)，而且能切實(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，在診斷和處理結(jié)果出來(lái)后，能迅速完成由理論向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化。

2.煤礦礦井提升機(jī)設(shè)備故障檢測(cè)與診斷

礦井提升機(jī)是煤礦機(jī)電設(shè)備的重要組成部分，是進(jìn)行煤礦礦井生產(chǎn)與運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的主要設(shè)備之一，在煤礦的礦井開(kāi)采生產(chǎn)中主要負(fù)責(zé)進(jìn)行開(kāi)采煤炭資源提升以及矸石運(yùn)出、礦井作業(yè)應(yīng)用材料、施工人員升降、設(shè)備運(yùn)送等操作實(shí)現(xiàn)。因此，在煤礦的開(kāi)采生產(chǎn)過(guò)程中，礦井提升機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況，不僅對(duì)于礦井開(kāi)采生產(chǎn)作業(yè)的正常進(jìn)行有著很大的影響，而且對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)也有著很大的影響和作用。

2.1礦井提升機(jī)的常見(jiàn)故障問(wèn)題

礦井提升機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，比較常見(jiàn)的故障類(lèi)型主要有兩種，一種被稱(chēng)為硬故障，一種被稱(chēng)為是軟故障問(wèn)題。其中，硬故障問(wèn)題主要是指礦井提升機(jī)提升運(yùn)行過(guò)程中，由于一些特定參數(shù)超限造成的故障問(wèn)題現(xiàn)象，通常情況下，礦井提升機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的這類(lèi)故障問(wèn)題主要是由提升機(jī)的保護(hù)裝置進(jìn)行維護(hù)解決。而礦井提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的軟故障問(wèn)題則需要在對(duì)于礦井提升機(jī)的運(yùn)行工況參數(shù)的檢測(cè)下，并經(jīng)過(guò)對(duì)于相關(guān)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析診斷而得出的故障問(wèn)題情況。通常情況下，礦井提升機(jī)中的軟故障問(wèn)題是硬故障問(wèn)題發(fā)生的前兆，在礦井提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于提升機(jī)設(shè)備中的軟故障問(wèn)題的檢測(cè)診斷，對(duì)于礦機(jī)提升機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的作用和意義。

2.2礦井提升機(jī)常見(jiàn)故障問(wèn)題的檢測(cè)診斷

以礦井提升機(jī)中雙筒體提升機(jī)設(shè)備的松繩故障為例，它是礦井雙筒提升機(jī)比較常見(jiàn)的故障問(wèn)題，對(duì)于提升機(jī)的安全提升運(yùn)行有著很大的危害影響。在對(duì)于該類(lèi)故障問(wèn)題的檢測(cè)診斷中，主要是通過(guò)一種比較簡(jiǎn)單的提升機(jī)松繩檢測(cè)裝置，在提升機(jī)每個(gè)天輪的一側(cè)安裝一周的小磁鋼，并且在礦井提升機(jī)的合適位置處進(jìn)行傳感器設(shè)備的安裝，以方便對(duì)于提升機(jī)天輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)。那么在礦井提升機(jī)正常提升運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，提升機(jī)中兩個(gè)天輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是一致的，并且傳感器對(duì)于天輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度的檢測(cè)數(shù)值基本一致；而如果提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)松繩情況，則會(huì)導(dǎo)致提升機(jī)兩個(gè)天輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不一致，從而傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)單片機(jī)的分析計(jì)算后，有報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并且會(huì)根據(jù)報(bào)警檢測(cè)信號(hào)值進(jìn)行提升機(jī)剎車(chē)保護(hù)處理，避免提升機(jī)松繩危害對(duì)于其它設(shè)備系統(tǒng)的不利影響發(fā)生。

3.煤礦通風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題的檢測(cè)與診斷

在進(jìn)行煤礦通風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題檢測(cè)與診斷應(yīng)用的技術(shù)中，用于煤礦通風(fēng)機(jī)設(shè)備的主風(fēng)機(jī)故障檢測(cè)和診斷實(shí)施的技術(shù)方法，主要是指使用KFC-A通風(fēng)機(jī)集中檢測(cè)儀，或者是FJZ礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷儀等儀器設(shè)備，進(jìn)行的對(duì)于煤礦通風(fēng)機(jī)設(shè)備的主風(fēng)機(jī)故障檢測(cè)與診斷技術(shù)方式。

其中，使用FJZ礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷儀器對(duì)于通風(fēng)機(jī)主風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)與診斷實(shí)施的技術(shù)方法中，主要是通過(guò)該儀器設(shè)備對(duì)于煤礦主風(fēng)機(jī)裝置的運(yùn)行故障問(wèn)題的一體化檢測(cè)診斷功能實(shí)現(xiàn)的。FJZ礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷以是以8098 作為核心的一個(gè)煤礦通風(fēng)機(jī)在線檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，它在實(shí)際故障檢測(cè)與診斷應(yīng)用中，能夠?qū)⑼L(fēng)機(jī)中的主風(fēng)機(jī)裝置故障問(wèn)題的在線檢測(cè)和機(jī)械故障診斷進(jìn)行一體化檢測(cè)與診斷實(shí)施。主要功能包括，對(duì)于煤礦通風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)振動(dòng)烈度以及風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)軸心軌跡、風(fēng)機(jī)軸溫、風(fēng)量、通風(fēng)機(jī)電流等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)該系統(tǒng)還具有針對(duì)檢測(cè)故障問(wèn)題進(jìn)行報(bào)警以及打印功能，此外還能夠?qū)τ谕L(fēng)機(jī)運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)的分析實(shí)現(xiàn)下，對(duì)于故障問(wèn)題實(shí)現(xiàn)智能診斷功能，對(duì)于煤礦通風(fēng)機(jī)故障的控制與避免有著積極的作用。

4.高壓異步電動(dòng)機(jī)檢測(cè)和故障診斷

高壓異步電動(dòng)機(jī)在礦山生產(chǎn)與建設(shè)中，起著非常重要的作用。其故障的發(fā)生，不僅會(huì)給礦山企業(yè)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響到正常的生產(chǎn)與運(yùn)營(yíng)。隨著當(dāng)前信號(hào)處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，異步電動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)診斷技術(shù)也得到了極大的突破，并已取得了良好的效果。當(dāng)前高壓異步電動(dòng)機(jī)故障常見(jiàn)的檢測(cè)與診斷方法包括了局部放電檢測(cè)、電流高次諧波檢測(cè)和磁通檢測(cè)這三種。局部放電檢測(cè)是利用檢測(cè)定子電流的高頻檢測(cè)儀和電流互感器，或者通過(guò)帶通濾波器和射頻天線檢測(cè)局放脈沖，以辨別各種局放源來(lái)對(duì)定子的不同故障進(jìn)行診斷；電流高次諧波檢測(cè)則是利用定子電流的不平衡現(xiàn)象，檢測(cè)異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組故障；磁通檢測(cè)是檢測(cè)電機(jī)內(nèi)部磁通在切向和徑向上分量的變化，進(jìn)而判定定子故障的方法，這種方法在當(dāng)前高壓電機(jī)的多種故障檢測(cè)中得到了較為廣泛應(yīng)用，但由于需要磁通檢測(cè)儀器，不方便使用，對(duì)弱信號(hào)也不易被檢測(cè)。對(duì)于煤礦礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)的故障問(wèn)題的檢測(cè)，則可以通過(guò)模糊邏輯、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手電進(jìn)行檢測(cè)與診斷實(shí)施。

5.結(jié)論

總之，故障檢測(cè)診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用早有實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用故障檢測(cè)診斷技術(shù)進(jìn)行煤礦機(jī)電設(shè)備故障問(wèn)題的檢測(cè)實(shí)施，對(duì)于提高煤礦機(jī)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行與保證煤礦安全生產(chǎn)都有積極的作用和意義。

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