故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用分析

駱建營(yíng)

【摘 要】煤礦機(jī)電設(shè)備故障的產(chǎn)生原因很多，依靠人的肉眼很難直接判斷其具體屬性。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后，必須第一時(shí)間進(jìn)行診斷；可以采用儀器對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行全面檢查，在完全了解故障的類型、屬性、原因之后，有針對(duì)性地選定相應(yīng)的維修技術(shù)來消除故障。本文基于故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用展開論述。

【關(guān)鍵詞】故障診斷技術(shù)；煤礦機(jī)電；設(shè)備應(yīng)用

中圖分類號(hào)：P694 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

煤礦機(jī)電設(shè)備作為礦井生產(chǎn)得以持續(xù)有效開展的必要保障之一，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)其故障的快速、精準(zhǔn)診斷對(duì)礦井生產(chǎn)有著不可替代的重要作用。運(yùn)用有效的故障診斷技術(shù)能在及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)對(duì)機(jī)電設(shè)備整體或局部組件的異常與否予以判定，并對(duì)故障發(fā)生位置及原因予以分析確定，從而為故障的快速排除提供有力指導(dǎo)。特別是在礦井機(jī)電設(shè)備使用數(shù)量不斷增加的同時(shí)，研究更加行之有效的故障診斷技術(shù)，對(duì)礦井的現(xiàn)代化建設(shè)有著積極作用。

1煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)的重要性

1.1提升煤礦設(shè)備的作業(yè)效率

利益最大化是企業(yè)永恒的目標(biāo)，煤礦企業(yè)也不例外。隨著煤礦企業(yè)對(duì)機(jī)電設(shè)備需求量的增大，如何對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷，如何判斷故障因素，并不定時(shí)地對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行必要的故障檢測(cè)，成為了維修人員的重要任務(wù)。對(duì)于所出現(xiàn)的故障，要做到及時(shí)處理，從而規(guī)避生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的損失，延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命，這有助于降低成本，提高作業(yè)效率，從而保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益[1]。

1.2延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用年限

機(jī)電設(shè)備的故障主要可分為故障產(chǎn)生前和故障產(chǎn)生后，而前期的煤礦設(shè)備故障診斷是最基本的檢修方式。不論是故障產(chǎn)生之前還是之后，都需要進(jìn)行機(jī)電設(shè)備的維修保養(yǎng)，其目的在于延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用年限，保證其設(shè)備的正常運(yùn)行。合理運(yùn)用故障檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行前期機(jī)電設(shè)備的故障診斷，是保證機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些潛在的安全隱患，做好預(yù)防措施，能夠避免機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)更多問題，從而降低故障的發(fā)生率，這對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全作業(yè)具有重要影響。

2煤礦機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生故障的原因

設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行：機(jī)電設(shè)備不是永動(dòng)機(jī)，它也會(huì)隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，逐漸產(chǎn)生磨損，尤其是在長(zhǎng)期超負(fù)荷的運(yùn)行之下，設(shè)備的磨損老化狀況更會(huì)加倍惡化，導(dǎo)致設(shè)備最終產(chǎn)生故障。因此，在設(shè)備的實(shí)際使用過程中，如果操作人員不注意設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間，導(dǎo)致設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行得不到修整，就會(huì)致使設(shè)備超出了自己的極限應(yīng)用范圍，降低了生命周期，增加了故障的發(fā)生率。設(shè)備本身的損耗：設(shè)備在使用過程中，本身就會(huì)出現(xiàn)不同程度的損耗，時(shí)間越長(zhǎng)損耗的程度也就越深，所以即使是沒有超負(fù)荷運(yùn)行，設(shè)備也會(huì)在正常的使用過程中逐漸磨損老化，直至達(dá)到一個(gè)臨界點(diǎn)，產(chǎn)生了故障。設(shè)備零部件配合關(guān)系的不良發(fā)展：礦山機(jī)電設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)行過程中，會(huì)受到各種外界或者內(nèi)部因素的影響，致使設(shè)備內(nèi)部的各個(gè)零部件之間的配合度不斷下降，從而導(dǎo)致故障的發(fā)生。例如，一個(gè)零部件出現(xiàn)了磨損狀況，在運(yùn)作過程中，這個(gè)磨損就會(huì)增加摩擦力，導(dǎo)致高于正常值的熱量產(chǎn)生，逐漸導(dǎo)致礦山機(jī)電設(shè)備的溫度上升過高，影響其他零部件的正常運(yùn)作，最終打破了各個(gè)零部件之間的協(xié)調(diào)合作，導(dǎo)致了設(shè)備故障發(fā)生。

3煤礦機(jī)電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的運(yùn)用

3.1溫度診斷技術(shù)

大多數(shù)煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，溫度會(huì)升高。例如局部部件溫度升高、繞組溫度升高等。設(shè)備運(yùn)行受到了阻礙，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)力不斷增加、過電流引發(fā)溫度升高。通過溫度能夠在一定程度上判斷故障的存在，如果出現(xiàn)局部部件溫度升高，還能夠通過溫度高的位置粗略確定故障點(diǎn)。溫度升高可以分為明顯的溫度升高和細(xì)微的溫度升高；前者只需通過人工觀察即可判定，后者單依靠人工很難確認(rèn)，需要采用相應(yīng)的測(cè)溫設(shè)備來進(jìn)行測(cè)量。溫度診斷法的應(yīng)用十分方便有效，但是存在深度不足的問題，診斷中還需要結(jié)合其他方法來確認(rèn)結(jié)果。

3.2高壓異步機(jī)電動(dòng)機(jī)的故障診斷技術(shù)

高壓異步電動(dòng)機(jī)相比其他電動(dòng)機(jī)而言，其效率高，在煤礦機(jī)電設(shè)備中比較常見，是保持煤礦開采作業(yè)高效性的重要保障。高壓異步電動(dòng)機(jī)故障處理主要是通過信號(hào)處理技術(shù)和智能技術(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行合理的診斷，這樣能夠快速判斷故障原因，提高診斷的效率。在實(shí)際的診斷操作中，可以用磁通檢測(cè)與局部放電檢測(cè)相結(jié)合的方法進(jìn)行高壓異步電動(dòng)機(jī)的故障診斷，也可通過電流高次諧波進(jìn)行故障的判斷。在這兩種方式中，運(yùn)用前者進(jìn)行高壓異步電動(dòng)機(jī)的故障診斷比應(yīng)用后者效果更好，因?yàn)殡娏鞲叽沃C波的檢測(cè)在實(shí)際應(yīng)用中較少，很難保證其診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.3振動(dòng)診斷技術(shù)

煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可能導(dǎo)致振動(dòng)出現(xiàn)異常，例如振動(dòng)噪聲過大、振動(dòng)幅度過大等。通過觀察設(shè)備的振動(dòng)，能夠判斷設(shè)備是否存在故障現(xiàn)象，也有助于設(shè)備應(yīng)用時(shí)的安全隱患排查。目前，振動(dòng)診斷法可以分為兩種類型，即觀察法診斷與數(shù)據(jù)分析法診斷，其中觀察法診斷主要依靠專業(yè)維修人員的觀察來實(shí)現(xiàn)，能夠判定一些明顯的異常振動(dòng)，而數(shù)據(jù)分析法診斷主要依靠計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析來實(shí)現(xiàn)。此外，這種方法與上述溫度診斷法類似，同樣只能夠確認(rèn)故障存在，而對(duì)于故障具體信息則“無(wú)能為力”。

3.4智能診斷技術(shù)

應(yīng)用智能診斷技術(shù)主要是指通過智能設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操控，對(duì)人腦特征實(shí)施模擬，并對(duì)故障信息進(jìn)行有效的獲取、傳輸與處置，并通過進(jìn)行再生與利用，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)專家診斷經(jīng)驗(yàn)的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的診斷。其可細(xì)化為眾多同類型，主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷、灰色系統(tǒng)診斷、專家系統(tǒng)診斷、模糊診斷，其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與專家系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛，已基本達(dá)成了智能化應(yīng)用。這兩種智能診斷技術(shù)應(yīng)用最多的地方就是礦井機(jī)電設(shè)備中，為礦井的現(xiàn)代化建設(shè)提供了持續(xù)的有力推動(dòng)。

3.5無(wú)損及溫度測(cè)量故障診斷技術(shù)

隨著故障診斷技術(shù)的不斷向前發(fā)展，更為先進(jìn)診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，主要有超聲波無(wú)損檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、聲全息監(jiān)測(cè)等。當(dāng)對(duì)機(jī)電設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行故障檢測(cè)時(shí)可以采用中子檢測(cè)技術(shù)、微波檢測(cè)技術(shù)、射線檢測(cè)技術(shù)等。機(jī)電設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是在不損害機(jī)電設(shè)備的前提下，對(duì)機(jī)電設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)故障或者外部進(jìn)行故障分析，在具體應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)備的材質(zhì)，加工程度及故障產(chǎn)生的因素等綜合確定故障診斷技術(shù)，保證能有效對(duì)機(jī)電故障進(jìn)行檢測(cè)。溫度故障診斷檢測(cè)是根據(jù)機(jī)電設(shè)備故障時(shí)相關(guān)部件溫度會(huì)發(fā)生改變，例如礦井機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)摩擦，設(shè)備電氣節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)短路等都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備溫度異常增高。在采用溫度故障診斷技術(shù)時(shí)需要在機(jī)電設(shè)備內(nèi)安裝溫度傳感設(shè)備，對(duì)機(jī)電設(shè)備相關(guān)部件的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量，并根究溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合研判。

結(jié)束語(yǔ)

高效、科學(xué)且精準(zhǔn)的礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)是推動(dòng)礦井現(xiàn)代化建設(shè)所不可或缺的關(guān)鍵要素，其對(duì)于提升礦井機(jī)電設(shè)備運(yùn)行有效性、增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行效率、降低設(shè)備運(yùn)行成本、延長(zhǎng)設(shè)備使用周期有著積極效果，為礦井綜合效益的提升提供了有力推動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]祝銘一.礦山機(jī)電設(shè)備自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[J/OL].世界有色金屬，2019（02）：295+298[2019-05-05].

[2]邱然.機(jī)電一體化設(shè)備的故障診斷技術(shù)探析[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（06）：152.

[3]劉波.船舶機(jī)電設(shè)備振動(dòng)采集系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)分析[J].船舶物資與市場(chǎng)，2019（03）：48-49.

[4]靳造造.煤礦井下機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)分析[J].能源與節(jié)能，2019（03）：117-118.

[5]許宏濤.探究有色金屬礦山機(jī)械設(shè)備的使用維修與故障診斷[J].世界有色金屬，2019（01）：36+38.

（作者單位：兗州煤業(yè)股份有限公司）