淺析煤礦機(jī)械的故障診斷與維修

【摘要】煤炭是中國(guó)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(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的利益。在煤礦企業(yè)中，除了大量的采煤工人，煤礦機(jī)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(guó)煤礦的機(jī)械化程度將日益提高。本文簡(jiǎn)要介紹了機(jī)械設(shè)備維修的四種方式和目前我國(guó)煤礦企業(yè)采用的故障診斷技術(shù)，并探討了提高煤礦機(jī)械設(shè)備可維修性的途徑。

【關(guān)鍵詞】煤礦機(jī)械設(shè)備；故障診斷技術(shù)；維修措施

煤礦機(jī)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(diǎn)。在煤礦企業(yè)中，除了大量的采煤工人，煤礦機(jī)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(guó)煤礦的機(jī)械化程度將日益提高。實(shí)踐證明，在生產(chǎn)過程中機(jī)械設(shè)備因各種原因?qū)е碌墓收项l繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了煤炭的有效生產(chǎn)。

1、煤礦機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)

（1）工作環(huán)境惡劣：極差的照明條件，礦井內(nèi)無(wú)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(jī)械設(shè)備都在高速、重載、振動(dòng)、沖擊、摩擦和潤(rùn)滑不良的工況條件下工作；3工作時(shí)間長(zhǎng)：絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)備都是不分晝夜，常年累月連續(xù)運(yùn)行。

上述諸特點(diǎn)導(dǎo)致了煤礦機(jī)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、故障分析中磨損失效分析的重要性

在煤礦機(jī)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(jì)，30%的綜采設(shè)備事故率中，有90%是由機(jī)件失效引起，而其中又有80%是因磨損所致。在煤礦機(jī)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(jī)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(jì)損失數(shù)額巨大，并且隨著我國(guó)煤礦機(jī)械化程度的日益提高，機(jī)械設(shè)備的摩擦學(xué)問題也越來越突出，因此，研究磨損失效問題，積極采取主動(dòng)預(yù)防性維護(hù)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(rùn)滑理論的應(yīng)用等）應(yīng)用到煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)、維護(hù)中去，解決煤礦機(jī)械中的摩擦學(xué)問題具有十分重要的意義。

3、煤礦機(jī)械的故障診斷技術(shù)

3.1振動(dòng)檢測(cè)診斷技術(shù)

它是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)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(yùn)行狀態(tài)和故障的一種方法。這種診斷技術(shù)由于能實(shí)時(shí)地、直觀地精確地表征機(jī)械動(dòng)態(tài)特征及其變化過程，監(jiān)測(cè)診斷方法簡(jiǎn)單實(shí)用，而被廣泛應(yīng)用。

3.2油液磨屑分析診斷技術(shù)

從機(jī)械的液壓和潤(rùn)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(duì)油液磨屑粒形狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別或觀察油液介質(zhì)的物理、化學(xué)成分的變化，從而判斷機(jī)械運(yùn)行狀況。

3.3紅外測(cè)溫診斷技術(shù)

由于機(jī)械磨損、電器結(jié)點(diǎn)的燒壞等會(huì)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(xué)性能等）。根據(jù)此原理，通過采用溫度傳感器等，監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備各部位的不同溫度或溫度變化來分析判斷機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

3.4無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是目前應(yīng)用領(lǐng)域較廣的一種技術(shù)，它的一大特點(diǎn)是它可以在不損傷被檢測(cè)對(duì)象的條件下來探測(cè)檢測(cè)對(duì)象的內(nèi)部或表面的缺陷。如利用滲透檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、聲全息檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等技術(shù)檢測(cè)材料表面的缺陷，檢測(cè)內(nèi)部缺陷的技術(shù)有：微波檢測(cè)、中子檢測(cè)、射線檢測(cè)等。當(dāng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障診斷時(shí)，必須要確定使用哪種檢測(cè)手段，因此首先要對(duì)被檢對(duì)象的材質(zhì)、加工過程、缺陷可能的類型作認(rèn)真地分析。

3.5提高可維修性的措施

3.5.1從機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)上

（1）簡(jiǎn)化煤礦機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合使用環(huán)境，通過對(duì)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(jì)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(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以方便維修作業(yè)和降低維修工作量。

（2）可達(dá)性設(shè)計(jì)。可達(dá)性包括安裝場(chǎng)所的可達(dá)性、設(shè)備外部及內(nèi)部的可達(dá)性等。當(dāng)需要進(jìn)行設(shè)備維修時(shí)，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(jì)能滿足人機(jī)工程學(xué)原理的一些窗口、裝置或部件等。

（3）模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。部件采用模塊級(jí)設(shè)計(jì)后，可以大大縮短維修時(shí)間，并且更換后的部件可以重新修復(fù)備用，提高了部件的利用率，從而節(jié)省維修費(fèi)用。另外，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的部件設(shè)計(jì)，再加上標(biāo)準(zhǔn)化的維修工具，將利于實(shí)施快速維修，并降低維修技術(shù)要求。

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

3.5.2采用現(xiàn)代潤(rùn)滑技術(shù)

由前面分析知，磨損失效在機(jī)械故障的誘因中占有極大的比重，而機(jī)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(rùn)滑系統(tǒng)中的油液遭受到嚴(yán)重污染所造成的。潤(rùn)滑是設(shè)備保養(yǎng)維修宗旨中的一個(gè)重要方面，因此將潤(rùn)滑理論應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)維修工作中去，采用現(xiàn)代的潤(rùn)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。

3.5.3建立失效模型，找出最佳維修的周期

在對(duì)機(jī)械設(shè)備觀察分析的基礎(chǔ)上，總結(jié)并建立其失效模型，得到“正?！ぷ鳌А迯?fù)”的失效率曲線，然后再對(duì)該曲線進(jìn)行分析計(jì)算，弄清楚設(shè)備的工作規(guī)律，科學(xué)的確定維修時(shí)間，從而降低維修的盲目性。

3.5.4采用先進(jìn)的故障診斷和機(jī)械維修技術(shù)

針對(duì)不同機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)和性能選取一種或多種上面所講的先進(jìn)的故障診斷技術(shù)，再結(jié)合可靠經(jīng)濟(jì)的維修技術(shù)（如熱噴涂技術(shù)等），可以讓機(jī)械維修的質(zhì)量得以保證。

4、結(jié)束語(yǔ)

煤礦機(jī)械設(shè)備占有煤礦總固定資產(chǎn)很大的比重，做好對(duì)其故障分析、診斷和維修工作對(duì)于保證其正常有效的運(yùn)行，提高其利用率，使企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟(jì)利益，有非常重要的意義。綜上所述，當(dāng)前煤礦機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和故障診斷分析可以更好的為企業(yè)的發(fā)展服務(wù)，它能夠降低企業(yè)事故的發(fā)生率，提高企業(yè)安全生產(chǎn)的效率，同時(shí)也可以減少企業(yè)的維修費(fèi)用支出，提高企業(yè)的利潤(rùn)二所以煤礦企業(yè)要想更好的實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展，就要加大對(duì)機(jī)械設(shè)備的維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，從而提高企業(yè)自身的生產(chǎn)效益，促進(jìn)煤礦企業(yè)更好更快的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的目的。

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