煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修技術(shù)探析

宮成

摘 要：文章介紹了礦井機(jī)電設(shè)備故障診斷意義及診斷方法，通過對設(shè)備故障的早期預(yù)報(bào)及時(shí)的采取處理對策，以保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，對礦井機(jī)電設(shè)備的故障診斷具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電；監(jiān)測；維修；問題

1 煤礦機(jī)電存在的主要問題

1.1 礦井供電

當(dāng)前，礦井開采的深度逐年增加，有些礦井的垂深甚至達(dá)到1000m，平均垂深也在400～600m之間。礦井工作主要采用多水平提升、接力式排水的方式，這也就引起了礦井供電負(fù)荷的增多，同時(shí)供電線路較長、供電網(wǎng)絡(luò)也相對復(fù)雜。對于礦井開采來說，安全生產(chǎn)是至關(guān)重要的，隨著瓦斯等級的增加，加強(qiáng)安全監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性已迫在眉睫。為此，必須進(jìn)行科學(xué)合理的管理，加快技術(shù)改造的步伐，增加安全技術(shù)投入力度，否則就會埋下安全隱患，甚至造成重大事故，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。

1.2 排水系統(tǒng)

排水系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)不合理、設(shè)施陳舊等現(xiàn)象，因此系統(tǒng)的排水效率不高。由于資金投入不足、技術(shù)較為落后，泵房的安全保護(hù)監(jiān)測裝置可靠性能不佳，管網(wǎng)效率也不高。此外，排水泵房在每一水平都有設(shè)置，致使需要更多的工人來進(jìn)行設(shè)備的維修工作，導(dǎo)致更多的資金投入，噸煤成本也隨之上升。

1.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)長、負(fù)壓增大，總回風(fēng)斷面減小，所以導(dǎo)致通風(fēng)設(shè)施運(yùn)行不合理。

1.4 提升系統(tǒng)

目前所采用的提升系統(tǒng)，其提升環(huán)節(jié)過多，提升絞車原設(shè)置的保護(hù)存在不夠齊全和部件老化的現(xiàn)象，還有一部分保護(hù)的靈敏度不足。對于鋼絲繩，需要定期進(jìn)行試驗(yàn)，并且每日都需要進(jìn)行常規(guī)檢查，然而在實(shí)際生產(chǎn)中卻忽視了這一工作，有些鋼絲繩已經(jīng)超期卻仍然使用，給礦井安全帶來隱患。

1.5 電瓶車和帶式輸送機(jī)

井下電瓶車安全性不夠，存在嚴(yán)重的多拉車和超載現(xiàn)象，不適用制動裝置進(jìn)行剎車操作，保險(xiǎn)絲用8號線導(dǎo)致過載保護(hù)作用無法實(shí)現(xiàn)，聲音和光信號以及閘瓦和撒沙裝置不全。膠帶不具有阻燃作用，各項(xiàng)保護(hù)如防滑保護(hù)、過載保護(hù)、煙霧報(bào)警、欠電壓保護(hù)沒有較強(qiáng)的可靠性，所需的保護(hù)設(shè)置也不夠齊全。

2 故障診斷及維修種類

2.1 事后維修

故障發(fā)生后所采取的處理對策，屬于被動性的。由于多在無準(zhǔn)備的條件下進(jìn)行，結(jié)果難以完善和徹底。

2.2 計(jì)劃性定期維修

這種維修方式屬于強(qiáng)制性的維修。維修周期的確定通常是根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，檢修時(shí)所采用的手段并不復(fù)雜，然而其靈活性卻不足，無論設(shè)備是否需要維修，根據(jù)計(jì)劃就必須實(shí)施維修，因此，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行完全正常也進(jìn)行維修，而對于具有偶然性和隨機(jī)性的故障，卻不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防。

2.3 計(jì)劃性狀態(tài)檢修

計(jì)劃性狀態(tài)檢修是一種較為先進(jìn)的檢測技術(shù)，隨著科學(xué)技術(shù)以及計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，設(shè)備檢測技術(shù)也逐漸完善和發(fā)展起來。通過在線檢測和診斷裝置，獲得設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)這些數(shù)據(jù)科學(xué)合理地制訂出修理計(jì)劃和具體措施。對于設(shè)備可能發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)測，從而在發(fā)生故障之前及時(shí)維修，消除設(shè)備的安全隱患，不僅能夠使設(shè)備的使用壽命得以延長，還可以確保生產(chǎn)的安全順利進(jìn)行。

3 故障診斷技術(shù)

3.1 故障診斷依據(jù)

在運(yùn)行過程中，機(jī)械設(shè)備會發(fā)生各種物理和化學(xué)變化，而這些變化則以溫度、壓力、流量、電流、電壓、功率、轉(zhuǎn)速及效率等形式表現(xiàn)出來，并且可以對系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行或直接或間接的反映。機(jī)械設(shè)備的相關(guān)信息都是有一定規(guī)律可循的，對這些規(guī)律加以利用，就可以有效判斷出設(shè)備的工作情況，并很快識別故障發(fā)生的部位和原因。因此，機(jī)械診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，通過機(jī)械診斷技術(shù)，能夠解決計(jì)劃性定期維修失修和過度維修的問題，不僅可以使機(jī)械零部件在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，還可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)維修，使設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性都得到提升。

3.2 信息采集

3.2.1 對于設(shè)備的運(yùn)行情況直接進(jìn)行觀察，這種方法要求檢測人員具有一定的經(jīng)驗(yàn)，因其簡單易行、方便快捷而得到普遍的應(yīng)用。進(jìn)行故障判斷時(shí)，可以根據(jù)聲音、振動、溫度等信息來進(jìn)行分析和判斷。通過觀察，如果發(fā)現(xiàn)機(jī)械有磨損變形、松動、泄漏、動作異常等現(xiàn)象，就可以判斷出設(shè)備的零部件損壞。此外，還可以借助磁粉、硬度計(jì)等儀器和手段來進(jìn)行設(shè)備外觀的檢查。

3.2.2 如果檢測的對象是整個(gè)設(shè)備，則通常需要對其性能進(jìn)行測定。所采用的方法一般為比較法。即對設(shè)備的輸入和輸出、以及輸出變量之間進(jìn)行對比和比較。對于機(jī)械設(shè)備來說，其輸入和輸出并非隨意的，而是有一定的規(guī)律可循的。只要發(fā)現(xiàn)并掌握其中的規(guī)律，就可以很快地判定故障所在部位和原因。輸入不變而獲得的輸出較低，又或者輸出不變的情況下需要的輸入增加，這些都說明設(shè)備效益的降低。電流、電壓、功率、壓力、流量、溫度和速度等是體現(xiàn)礦井設(shè)備整機(jī)性能指標(biāo)的主要參數(shù)。此外，也可以更加直觀地用礦井設(shè)備的出煤量或運(yùn)煤量來加以衡量。

3.3 故障診斷方法

3.3.1 很多機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，都會通過溫度的升高來進(jìn)行預(yù)警，因此對設(shè)備溫度進(jìn)行監(jiān)測是一種有效的故障診斷方法。通過將監(jiān)測和采集到的溫度數(shù)據(jù)制成圖表并進(jìn)行分析，可以對設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)警。具體方法是，將溫度的數(shù)據(jù)點(diǎn)連成直線，計(jì)算出直線的斜率，由此可以得出機(jī)械零件溫度發(fā)展變化的趨勢。進(jìn)而推算出未來某時(shí)刻機(jī)件可能的溫度值，并與正常工作允許的最高溫度進(jìn)行對比，從而在故障發(fā)生前發(fā)出警報(bào)。

3.3.2 振動監(jiān)測可分為簡單診斷儀和精密診斷系統(tǒng)。對于預(yù)防性的維修，振動監(jiān)測非常有效，因此獲得了廣泛的應(yīng)用。簡易診斷儀的特點(diǎn)是簡單易用、便捷，因此通常采用便攜式。由測振傳感器接收振動信號，并通過測量放大器進(jìn)行信號的放大，進(jìn)而在檢波器上顯示其振動峰值或有效值，由此可知機(jī)械振動的具體情況。對于設(shè)備的定期及在線檢測，可以通過精密診斷系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。利用系統(tǒng)的磁帶記錄器的記錄功能將振動信號記錄下來，并利用中央處理機(jī)或計(jì)算機(jī)對信號進(jìn)行分析，也可以利用示波器使振動信號直接進(jìn)入控制器和顯示裝置。通過對振動信號的分析，更夠準(zhǔn)確而科學(xué)地判斷出設(shè)備故障的部位和原因，從而針對原因制訂合理的維修措施。

3.3.3 鐵譜監(jiān)測：鐵譜技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)電設(shè)備的監(jiān)測雖然時(shí)間不長，但已取得了比較好的效果，鐵譜監(jiān)測的儀器，如旋轉(zhuǎn)式鐵譜儀、顆料定量儀等，在煤炭系統(tǒng)已研制成功，并成功地投入了使用。鐵譜分析的原理：使帶有磨屑的潤滑油流過一個(gè)高強(qiáng)度、高梯度的磁場，利用磁場力把鐵磁性磨屑從潤滑油中分離出來，且依磨屑的顆粒大小次序沉淀在基片上，則成譜片，以供觀測和分析，可以用鐵譜顯微鏡進(jìn)行觀測和用光密度測量儀對磨屑的分布狀況進(jìn)行定量測定，也可以用電子顯微鏡進(jìn)行觀察。

4 結(jié)束語

在煤礦機(jī)電設(shè)備的使用中，通過運(yùn)用先進(jìn)的檢測技術(shù)，對設(shè)備的故障進(jìn)行診斷，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，判斷設(shè)備是否正常工作。對于故障的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測和報(bào)警。通過故障診斷，可以快速識別故障發(fā)生的部位及原因，對其危險(xiǎn)程度進(jìn)行評價(jià)，進(jìn)而提出相應(yīng)的對策和建議，快速而有效地排除故障，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

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