煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修技術(shù)淺探

賈雙慶

摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，各行各業(yè)發(fā)展迅速，煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備應(yīng)用廣泛，為提高煤礦生產(chǎn)效益提供了保障。而煤礦機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行中，會(huì)出現(xiàn)一些故障，直接影響煤礦生產(chǎn)效益的同時(shí)，會(huì)危及工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。而故障診斷技術(shù)應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備維修中，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障，并在第一時(shí)間內(nèi)消除故障，確保機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行，為煤礦行業(yè)安全、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供保障。本課題在簡(jiǎn)要介紹煤礦機(jī)電設(shè)備維修重要性的基礎(chǔ)上，分析了常見(jiàn)故障診斷技術(shù)，進(jìn)一步探討了故障診斷技術(shù)在煤礦機(jī)電設(shè)備維修中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 煤礦;機(jī)電設(shè)備;故障診斷;維修技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TH17 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.127

引言：經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，煤礦的開(kāi)采基本實(shí)現(xiàn)了由人工化、半機(jī)械化到完全機(jī)械化的轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)量由以前的每年幾萬(wàn)噸到現(xiàn)在的每年幾千萬(wàn)噸。這個(gè)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)主要依賴于煤礦機(jī)電設(shè)備的發(fā)展，開(kāi)采技術(shù)由最初的炮采采煤技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在的大采高綜合機(jī)械化采煤技術(shù)。當(dāng)前，煤礦機(jī)電設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，給煤礦開(kāi)采帶來(lái)了一些新的挑戰(zhàn)。由于煤礦井下環(huán)境惡劣，且許多機(jī)電設(shè)備處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，機(jī)電設(shè)備很容易發(fā)生各種故障，嚴(yán)重影響到礦井的正常生產(chǎn)。因此，需要對(duì)機(jī)電設(shè)備發(fā)生的故障進(jìn)行快速維修。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備故障的快速維修，需要準(zhǔn)確地對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行診斷。本文分析了煤礦機(jī)電設(shè)備的一些常見(jiàn)故障及診斷方法，并給出了維修技術(shù)和機(jī)電故障的預(yù)防對(duì)策。

1 煤礦機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)的重要性

①能夠顯著提高煤礦設(shè)備的工作效率，隨著煤礦資源的快速消耗，社會(huì)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)煤礦的需求也越來(lái)越大，進(jìn)而煤礦企業(yè)需要購(gòu)進(jìn)更多的機(jī)電設(shè)備來(lái)保證生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，此時(shí)，怎樣對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷并掌握發(fā)生故障的原因，不定期地開(kāi)展煤礦機(jī)電設(shè)備的故障檢測(cè)和排除活動(dòng)，是當(dāng)前維修技術(shù)人員的主要工作內(nèi)容。針對(duì)機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)的故障，維修技術(shù)人員應(yīng)做到快速的處理和解決，減少故障影響，增加機(jī)電設(shè)備的有效工作時(shí)間，避免出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)提高生產(chǎn)的效率。②延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命，機(jī)電設(shè)備的故障有故障產(chǎn)生前和故障產(chǎn)生后這兩種情況，在前期工作過(guò)程中，煤礦機(jī)電設(shè)備的故障診斷是主要的檢查維修手段。在機(jī)電設(shè)備的使用全過(guò)程中，都必須要進(jìn)行維修和保養(yǎng)工作，以此來(lái)有效延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命，確保其工作狀態(tài)的穩(wěn)定性和高效性。利用故障診斷技術(shù)對(duì)前期的機(jī)電設(shè)備展開(kāi)全面的故障診斷，排除潛在的安全故障隱患，提前預(yù)防故障的發(fā)生，以免造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷

2.1 新設(shè)備磨合期故障

煤礦新的機(jī)電設(shè)備在使用過(guò)程中會(huì)存在一個(gè)“磨合期”，在這個(gè)時(shí)期設(shè)備故障頻發(fā)。這是由于設(shè)備剛投入使用，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有一定的適應(yīng)期，且操作人員不熟悉設(shè)備的性能，容易誤操作。雖然故障發(fā)生的頻率較高，但是多是一些小的故障，主要為螺絲松動(dòng)、發(fā)熱嚴(yán)重等，這種故障很容易維修。對(duì)于一些有設(shè)計(jì)缺陷的機(jī)電設(shè)備，在使用初期故障也會(huì)頻發(fā)，這時(shí)應(yīng)該向廠家反映，及時(shí)更換新設(shè)備，以免造成更大的損失。由于磨合期設(shè)備運(yùn)行故障并沒(méi)有規(guī)律，設(shè)備的維修不可以作為后期設(shè)備維修的參考。

2.2 設(shè)備故障診斷

故障診斷是故障診斷技術(shù)實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這不是一件容易的事，其主要任務(wù)是根據(jù)采集到的異常信號(hào)的特征進(jìn)行綜合分析，從而確定故障原因以及故障發(fā)生的位置。通常情況下，設(shè)備故障診斷是通過(guò)與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中的故障信息進(jìn)行比對(duì)完成的。為了提高故障信息比對(duì)的成功率，采用了一些人工智能算法，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、模糊算法等。此外，應(yīng)該盡可能準(zhǔn)確地將更多的故障特征錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。這就要求煤礦企業(yè)具有相當(dāng)完善的計(jì)算機(jī)硬件條件和較為充分的軟件技術(shù)。故障診斷時(shí)，不僅要對(duì)故障原因進(jìn)行診斷，還要給出具體的位置，以便于維修人員快速維修。同時(shí)，還要根據(jù)故障的類型給出設(shè)備的故障損害程度，以便提出合理的維修建議。

2.3 借助數(shù)據(jù)分析庫(kù)進(jìn)行診斷

借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)建的故障診斷機(jī)制，在對(duì)機(jī)電設(shè)備使用的準(zhǔn)確參數(shù)與之前故障當(dāng)作相應(yīng)的參考后才可以對(duì)故障展開(kāi)進(jìn)一步的定位與分析。因此，針對(duì)機(jī)電故障較為顯著的部分實(shí)施科學(xué)且系統(tǒng)的檢查與分析，之后將這部分機(jī)電故障具體的處理方式、措施以及原因這些數(shù)據(jù)進(jìn)行編寫，建立機(jī)電設(shè)備故障診斷的系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析庫(kù)，假如在之后的使用過(guò)程中該部位還出現(xiàn)相似的故障，互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就能夠快速地在數(shù)據(jù)分析庫(kù)中找出故障的原因和維修的方式。機(jī)電維修的員工也應(yīng)該能夠借助數(shù)據(jù)庫(kù)中的分析內(nèi)容對(duì)機(jī)電系統(tǒng)展開(kāi)進(jìn)一步的診斷和維修。工作經(jīng)驗(yàn)較為豐富的員工自身就是一個(gè)設(shè)備的分析數(shù)據(jù)庫(kù)，在礦井機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，其能夠依據(jù)故障出現(xiàn)的現(xiàn)象與因素，提取之前維修過(guò)程中出現(xiàn)的相似故障，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)階段的故障展開(kāi)分析、診斷與維修。

3 煤礦機(jī)電設(shè)備故障的維修技術(shù)

3.1 定期維護(hù)機(jī)電設(shè)備

在機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障后進(jìn)行維修，這種方式維修成本低、效率高。但這種維修方式會(huì)導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備損壞嚴(yán)重，有時(shí)會(huì)造成重大的人員傷亡，而且只能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備的故障特征來(lái)查找故障的原因，然后再制訂合理的維修方案。為此，煤礦企業(yè)可以提前對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修，以減少故障的發(fā)生，這種方式稱為“維護(hù)”。在維護(hù)過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中存在的潛在故障隱患，對(duì)這些隱患進(jìn)行處理，就可以有效地控制機(jī)電設(shè)備故障的發(fā)生。這種方式不僅能提高設(shè)備的性能，延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，還能有效地保證設(shè)備運(yùn)行的安全性。

3.2 定期更換易磨損的零部件

在機(jī)電設(shè)備中，有一些零件使用時(shí)會(huì)被嚴(yán)重磨損，當(dāng)磨損比較嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起機(jī)電設(shè)備故障。因此，應(yīng)該定期更換這部分易磨損的零件，從而降低機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的可能性。更換零部件時(shí)，一定要采用同一批廠家生產(chǎn)的零件，從而保證與設(shè)備具有良好的兼容性。最典型的易磨損的零件就是液壓支架上的密封圈，密封圈為橡膠制品，在油及高溫作用下很容易損壞。若密封圈損壞，則會(huì)引發(fā)一系列故障———液壓支架會(huì)出現(xiàn)漏油的情況，漏油量很大時(shí)會(huì)影響液壓支架的工作阻力。由此可見(jiàn)，機(jī)電設(shè)備中易磨損器件要定期更換，更換周期根據(jù)使用條件來(lái)確定。如果液壓支架的工作阻力較大，則密封圈的更換周期應(yīng)該短一些，相反則延長(zhǎng)。

3.3 故障信號(hào)特征的提取方法

由于煤礦機(jī)電設(shè)備的復(fù)雜性和工作環(huán)境的特殊性，在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，進(jìn)而對(duì)人們掌握設(shè)備運(yùn)行情況和故障信息造成了一定的影響和干擾。要想實(shí)現(xiàn)故障的精準(zhǔn)診斷，對(duì)信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別是非常關(guān)鍵的步驟。在故障診斷過(guò)程中，技術(shù)人員可以借助提升小波分解法及特征匹配準(zhǔn)則，清楚的收到設(shè)備中軸承或者齒輪等零件的受損信號(hào)。并且還能利用初始雙正交濾波組器，對(duì)小波基函數(shù)進(jìn)行二次構(gòu)建，在預(yù)測(cè)和更新設(shè)備的幫助下，實(shí)現(xiàn)原始信號(hào)的快速預(yù)測(cè)和更新。利用這種方法獲取故障高低頻的信息，進(jìn)而有效的增強(qiáng)小波分解算法的自適應(yīng)性。

3.4 健全機(jī)電設(shè)備管理模式

為了保證機(jī)電設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，需要制訂一個(gè)有效的管理模式來(lái)對(duì)現(xiàn)有的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行管理，在管理時(shí)重點(diǎn)記錄機(jī)電設(shè)備的幾何尺寸以及設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)等。此外，還應(yīng)該記錄設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的一些關(guān)鍵參數(shù)，查看機(jī)電設(shè)備是否滿足生產(chǎn)需要。在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備維修和裝配時(shí)，應(yīng)該由擁有相關(guān)資質(zhì)的工程技術(shù)人員來(lái)操作。在設(shè)備裝配時(shí)，工程技術(shù)人員應(yīng)該熟悉設(shè)備的說(shuō)明書，掌握設(shè)備的安裝細(xì)節(jié)后才可以進(jìn)行相關(guān)的裝配作業(yè);與此同時(shí)，還應(yīng)該記錄裝配過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題。在使用機(jī)電設(shè)備時(shí)，應(yīng)該首先檢查機(jī)電設(shè)備的完整性，消除可能存在的安全隱患，以防止因機(jī)電設(shè)備故障而引起礦井災(zāi)害事故。

3.5 故障診斷技術(shù)在采煤機(jī)維修中的應(yīng)用

采煤機(jī)作為煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備，某種程度上而言，與煤礦生產(chǎn)效益密切相關(guān)。由于采煤機(jī)往往應(yīng)用在惡劣環(huán)境中，工作過(guò)程中易受到較大的沖擊力，這讓采煤機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中更加容易被污染和磨損，會(huì)極大地縮短使用壽命。因此，采煤機(jī)維修中加強(qiáng)故障診斷技術(shù)的應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。之所以如此，是因?yàn)椴擅簷C(jī)運(yùn)行過(guò)程中，科學(xué)合理運(yùn)用故障診斷技術(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障隱患，從而可以保證采煤機(jī)安全持續(xù)運(yùn)行，進(jìn)而有助于煤礦生產(chǎn)效率的提高。另外，市場(chǎng)中新出現(xiàn)的左右搖臂采煤機(jī)在設(shè)備故障檢測(cè)中具有突出作用，具體表現(xiàn)在可以利用采煤機(jī)的左右搖臂長(zhǎng)度和靈活性，全面檢測(cè)設(shè)備的故障。具體操作如下：維修工作人員利用信息采集技術(shù)，獲取采煤機(jī)相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并將獲取的數(shù)據(jù)傳遞到計(jì)算機(jī)中，維修工作人員即可參考采煤機(jī)正常運(yùn)行參數(shù)，比對(duì)計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障診斷，進(jìn)而對(duì)設(shè)備予以多種有效措施進(jìn)行保護(hù)。常見(jiàn)保護(hù)方法有電壓欠壓、溫度調(diào)整、電流調(diào)整等。另外，機(jī)電設(shè)備維修中，可依據(jù)故障危害程度，設(shè)定不同顏色報(bào)警信號(hào)，便于維修工作人員高效處理故障，以此規(guī)避設(shè)備故障而造成更大的損失。

結(jié)語(yǔ)：總之，煤礦企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備發(fā)揮重要作用，若煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障而沒(méi)有及時(shí)維修，會(huì)給煤礦企業(yè)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。因此，煤礦企業(yè)加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)電設(shè)備維修具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)本文分析可知，煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)主要有主觀診斷技術(shù)、信息采集技術(shù)、智能診斷技術(shù)等，應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備維修中，可保證機(jī)電設(shè)備安全運(yùn)行，從而有助于煤礦企業(yè)生產(chǎn)效益的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 張?zhí)K華.煤礦機(jī)電設(shè)備維修中故障檢測(cè)診斷技術(shù)[J].西部探礦工程，2019，31（10）：115-116.

[2] 周軍郵.淺談煤礦機(jī)電設(shè)備常見(jiàn)故障及其維修措施[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（19）：44-45.

[3] 王鑫.煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷及維修技術(shù)探析[J].化工管理，2019（25）：171-172.