探討采煤機(jī)電氣部件安全運(yùn)行與故障診斷方法

肖猛 賀啟錄 魏澎斐 張曉飛 程志剛

摘 要： 近幾年，我國(guó)各領(lǐng)域?qū)γ旱V資源的需求都不斷加大，這對(duì)煤礦企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)設(shè)備的要求也大大提高。本文主要是對(duì)采煤機(jī)電氣部件安全運(yùn)行與故障診斷概述、采煤機(jī)電氣部件故障診斷數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面做出了詳細(xì)的分析和研究，這對(duì)改進(jìn)和優(yōu)化采煤機(jī)電氣部件故障診斷，保證其運(yùn)行安全提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 采煤機(jī)；電氣部件；安全運(yùn)行；故障診斷方法

【中圖分類號(hào)】 TD421 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】 2236-1879（2017）20-0216-01

采煤機(jī)是煤礦井下的一個(gè)大型生產(chǎn)設(shè)備，主要應(yīng)用在煤礦井下最危險(xiǎn)、最重要的前端生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，其運(yùn)行的安全性和可靠性會(huì)對(duì)其發(fā)展前景產(chǎn)生直接影響。但是就前端生產(chǎn)環(huán)節(jié)來(lái)說(shuō)，所處的環(huán)境十分惡劣，在具體運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)受到外界因素的嚴(yán)重沖擊，再加上水霧、煤塵等因素影響，采煤機(jī)的使用壽命和穩(wěn)定性就會(huì)大大降低，這會(huì)直接影響到煤礦的正常生產(chǎn)，造成其經(jīng)濟(jì)損失。因此，煤礦企業(yè)就需要加強(qiáng)分析和研究采煤機(jī)的故障診斷工作，提高其生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性。

一、采煤機(jī)電氣部件安全運(yùn)行與故障診斷概述

（一）采煤機(jī)電氣部件故障原因。

在分析采煤機(jī)電氣部件故障的過(guò)程中，最關(guān)鍵的就需要準(zhǔn)確獲取煤礦井下的客觀環(huán)境條件。就煤礦井下環(huán)境來(lái)說(shuō)，粉塵多、濕度大，在部分礦井中還會(huì)出現(xiàn)高瓦斯的情況，而且就井下工作來(lái)說(shuō)，整個(gè)空間也比較狹窄，在具體作業(yè)的時(shí)候光照度低、光照程度低、機(jī)械振動(dòng)大，相關(guān)技術(shù)和方法都已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在具體應(yīng)用的過(guò)程中還需要重新設(shè)計(jì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取證后也可以下井使用。另外還需要增加額外防護(hù)措施，避免落煤等破壞[1]。

（二）采煤機(jī)電氣部件故障類型。

就采煤機(jī)故障類型來(lái)說(shuō)，主要可以分為液壓故障、機(jī)械故障、電氣故障三種類型，其中就電氣故障來(lái)說(shuō)，包括各控制回路、變頻器、電機(jī)故障等。就目前國(guó)外的煤礦企業(yè)來(lái)說(shuō)，通常都是設(shè)置先進(jìn)的故障診斷系統(tǒng)，但是就診斷系統(tǒng)還不夠完善，這就導(dǎo)致故障并不能很好的對(duì)應(yīng)故障原因，也就表示故障診斷難度大大增加，這對(duì)維修人員維修經(jīng)驗(yàn)和綜合知識(shí)的要求也就相對(duì)較高。

二、采煤機(jī)電氣部件故障診斷數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）采煤機(jī)電機(jī)電氣數(shù)據(jù)獲取方案。

采煤機(jī)工作環(huán)境和數(shù)據(jù)獲取對(duì)象會(huì)在一定程度上決定著數(shù)據(jù)獲取方法，為了正確診斷出采煤機(jī)電氣部件的故障原因，就需要準(zhǔn)確的獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，同時(shí)還需要確保其安全性與可靠性，另外還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)采煤機(jī)運(yùn)行環(huán)境的綜合考慮[2]。就數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，還應(yīng)該需要滿足以下幾個(gè)要求：一是數(shù)據(jù)信息采集傳感器要求，也就是所選取的傳感器需要很好的適應(yīng)煤礦井下工作環(huán)境，同時(shí)數(shù)據(jù)測(cè)量范圍要求還需要有效滿足；二是無(wú)線傳輸性能要求，在煤礦井下應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)在測(cè)量的過(guò)程中還是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)當(dāng)中，ZigBee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)就能夠很好的滿足這一需求；三是數(shù)據(jù)接收中心上位機(jī)要求，所接收到的數(shù)據(jù)信息能夠很好的在上位機(jī)界面上顯示出來(lái)，其界面的直觀性、形象性都大大增強(qiáng)[3]。

（二）ZigBee無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

作為一種低功耗、短距離的無(wú)線通訊技術(shù)，ZigBee技術(shù)是在2002年正式推出，同時(shí)在發(fā)展的過(guò)程中也逐漸制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，該技術(shù)也越來(lái)越成熟。就ZigBee技術(shù)來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)主要表現(xiàn)為可靠性、同步性與實(shí)時(shí)性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等方面。相較于其他近距離通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，ZigBee技術(shù)不僅僅擁有傳統(tǒng)通信技術(shù)共同的優(yōu)異特點(diǎn)，而且就技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，也具有先天的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的適用性進(jìn)一步加強(qiáng)。

（三）煤礦電氣設(shè)備技術(shù)要求。

1、防爆概念和通用要求。

由于煤礦環(huán)境具有一定的特殊性，因此煤礦中所使用的電氣設(shè)備都需要設(shè)置相應(yīng)的防爆安全措施，這樣才能夠確保電氣設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中不會(huì)引起周圍爆炸性混合物爆炸，所使用的相關(guān)設(shè)備就被稱為防爆電氣設(shè)備。在不同的爆炸性環(huán)境和生產(chǎn)環(huán)境當(dāng)中，相關(guān)部門也針對(duì)性的制定了相應(yīng)的設(shè)備設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)。

2、本安型電氣設(shè)備。

首先就防爆原理來(lái)說(shuō)，本質(zhì)安全性電氣設(shè)備就是采取保護(hù)措施或者是電氣設(shè)備電路各種參數(shù)來(lái)限制電路火花放電熱能與能量，這樣在規(guī)定故障狀態(tài)和正常工作狀態(tài)下，所產(chǎn)生的熱效應(yīng)和電火花也不會(huì)將周圍環(huán)境中的爆炸性混合物引爆，實(shí)現(xiàn)電氣防爆。由此可以看出，本安型電氣設(shè)備具有維修方便、造價(jià)低、重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，作為防爆電氣設(shè)備十分理想。其次就防爆措施來(lái)說(shuō)，為了能夠安全使用本安電氣設(shè)備或本安電路，還需要在制造和設(shè)計(jì)的過(guò)程中采取相應(yīng)的措施，這對(duì)本安電路安全性能的提高具有重要作用，但部分電氣設(shè)備或電路對(duì)性能和功率的要求也比較高，這就還需要提高本安電路的使用功率[4]。最后是技術(shù)要求，本安型電氣設(shè)備外殼通常都是采用合金、塑料、金屬等材料，這不僅僅要求外殼強(qiáng)度，同時(shí)還應(yīng)該具備一定的防外物、防水以及防塵能力，而且就電源來(lái)說(shuō)，本安型電氣設(shè)備所使用的電源主要包括獨(dú)立電源和外接電源兩種類型。

3、電磁兼容性設(shè)計(jì)。

電磁兼容性指的是在共同的電磁環(huán)境下，設(shè)備能夠一起執(zhí)行功能的“共存共容”狀態(tài)，電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)要求，電氣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)受到外界不良電磁的干擾，同時(shí)也不會(huì)過(guò)度敏感。

結(jié)語(yǔ)：總的來(lái)說(shuō)，煤礦企業(yè)在生產(chǎn)的過(guò)程中，由于受到各方面因素的影響，在電氣部件運(yùn)行的過(guò)程中很容易發(fā)生故障，這會(huì)在一定程度上影響到生產(chǎn)效益，因此煤礦企業(yè)就需要分析和研究采煤機(jī)電氣部件故障，并及時(shí)的采取相應(yīng)的措施來(lái)有效改進(jìn)，提高采煤機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性，進(jìn)而有效提高其經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 王桂梅，朱佳偉，張令.基于單片機(jī)的采煤機(jī)端頭站控制系統(tǒng)[J].煤礦機(jī)械，2013，34（10）：214-215.

[2] 李赟恒，陳恒，張莉娜.采煤機(jī)電氣部件的可靠性研究與分析[J].機(jī)械工程師，2013，（05）：60-61.

[3] 姜海，顏衛(wèi)東，楊健健，郝迎格，魏寶軍，吳淼.嵌入式電牽引采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制[J].煤礦現(xiàn)代化，2013，（02）：72-74.

[4] 丁志勇.新型高效電牽引采煤機(jī)嵌入式健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研發(fā)[J].煤礦機(jī)械，2012，33（10）：275-277.