煤礦主通風(fēng)機振動故障預(yù)警裝置的研制與應(yīng)用

王向偉

（沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦，山西 晉城 048205）

1 項目概況

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦采用多臺9-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機通風(fēng)，從當(dāng)前的使用情況來看，該主通風(fēng)機在安裝及工作的過程中，易出現(xiàn)葉片被腐蝕或磨損嚴(yán)重的情況，造成葉輪變形引起葉輪失去平衡，造成設(shè)備故障。當(dāng)前永安煤礦對9-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機采用定期檢測方法，該方法無法做到對主通風(fēng)機的振動故障的實時監(jiān)測?；?-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機運行特點，針對性研制了一種用于主通風(fēng)機振動故障的預(yù)警裝置，對主通風(fēng)機進(jìn)行實時運行狀態(tài)監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)振動問題并及時預(yù)警，保障煤礦主通風(fēng)機的正常工作。

2 振動故障預(yù)警裝置的研制

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對永安煤礦9-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機研制了一種新型的煤礦用主通風(fēng)機振動故障預(yù)警裝置，該裝置整體結(jié)構(gòu)示意如圖1 所示。裝置主要包括支撐座、底座、滑座、T 型槽、T 型滑塊、滑槽、緩沖間、連接塊、彈簧、伸縮桿、定觸頭、動觸頭、頂間等結(jié)構(gòu)和部件。

圖1 主通風(fēng)機故障預(yù)警裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖

裝置新型滑座剖視圖如圖2 所示。從圖1 和圖2 可知，裝置中的兩個支撐座分別安裝在主通風(fēng)機的左右側(cè)，警報器安裝在支撐座上部位置的滑座上。用隔板將滑座分隔成緩沖間和頂間兩部分，頂間處于斜上方位置，緩沖間處于斜下方位置?；路轿恢迷O(shè)置安裝有緩沖板，緩沖板一側(cè)中心處安裝有連接塊，連接塊滑動安裝在緩沖間內(nèi)部，連接塊一側(cè)中心處安裝有伸縮桿，伸縮桿外側(cè)且位于緩沖間和連接塊之間內(nèi)套裝有彈簧。在伸縮桿的一端頂間內(nèi)安裝有動觸頭，頂間頂壁安裝有定觸頭，可以配套進(jìn)行接觸動作。

圖2 裝置新型滑座剖視圖

裝置新型支撐座剖視圖如圖3 所示。從圖1 和圖3 可知，支撐座底部有底座，底座頂側(cè)開設(shè)有安裝孔，通過第一螺栓穿過安裝孔與安裝地面連接，對裝置進(jìn)行安裝固定。支撐座另一側(cè)對稱開設(shè)有滑槽，T 型滑塊一側(cè)對稱開設(shè)有螺紋孔，螺栓穿過滑槽和螺紋孔螺紋連接，起到固定T 型滑塊的作用。

圖3 裝置新型支撐座剖視圖

滑座左側(cè)為弧形面設(shè)計，并設(shè)置有導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)，在弧形板頂側(cè)四周位置安裝有導(dǎo)桿，導(dǎo)桿和導(dǎo)槽可以實現(xiàn)滑動。該設(shè)計可以有效保證裝置中緩沖板移動的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 工作原理

通過支撐座的底座設(shè)計來實現(xiàn)調(diào)整兩側(cè)支撐座間距的目的，然后滑座通過T型滑塊在T型槽內(nèi)滑動，進(jìn)而實現(xiàn)調(diào)節(jié)同側(cè)滑座間距的目的，采用螺栓進(jìn)行支撐座的固定。當(dāng)主通風(fēng)機因各種綜合因素導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)振動故障且振動幅度大達(dá)到相應(yīng)的設(shè)定值時，設(shè)備就會直接作用在預(yù)警裝置的緩沖板上，緩沖板連接塊上伸縮桿在緩沖間壓縮彈簧的同時，其頂端觸動報警裝置，進(jìn)行主通風(fēng)機振動故障的預(yù)警。

2.3 技術(shù)特點

（1）結(jié)構(gòu)合理，安裝適應(yīng)性強。盡管該振動故障預(yù)警裝置根據(jù)9-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機的規(guī)格進(jìn)行安裝設(shè)計，可以完美匹配，但是設(shè)計時采用了獨特的安裝模塊，可以應(yīng)用于大部分其他規(guī)格主通風(fēng)機的安裝。裝置整體結(jié)構(gòu)恰當(dāng)，安裝作業(yè)適應(yīng)性強，具有非常好的市場應(yīng)用推廣價值。

（2）預(yù)警結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低。從該振動故障預(yù)警裝置的工作原理可知，裝置的整體結(jié)構(gòu)簡單、材料少，設(shè)備生產(chǎn)成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，適合在煤礦進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用。

3 實踐應(yīng)用及效果分析

3.1 實踐應(yīng)用分析

該新型煤礦主通風(fēng)機振動故障預(yù)警裝置完成研制后，在永安煤礦路村風(fēng)井1#9-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機進(jìn)行了工業(yè)性試驗。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在主通風(fēng)機葉片附近布置3 臺強振動故障預(yù)警裝置，同時完成故障預(yù)警裝置在9-26 №14D 型離心式主通風(fēng)機上的安裝，用于對主通風(fēng)機的運行情況進(jìn)行監(jiān)控。

3.2 效果分析

振動故障預(yù)警裝置從2019 年10 月運行至今，整體運行穩(wěn)定，已多次準(zhǔn)確預(yù)警出主通風(fēng)機設(shè)備的振動故障，暫無一起因振動因素導(dǎo)致的主通風(fēng)機故障案例發(fā)現(xiàn)。振動故障預(yù)警裝置發(fā)現(xiàn)主通風(fēng)機振動故障并及時進(jìn)行維修處理，有效提高了主通風(fēng)機的工作效率及使用壽命。

2020 年7 月5 日，裝置警報器發(fā)出警報聲，判定為主通風(fēng)機振動故障。工作人員發(fā)現(xiàn)后，對設(shè)備進(jìn)行查看，發(fā)現(xiàn)主通風(fēng)機電動機工作時噪音巨大，裝置數(shù)據(jù)表明設(shè)備軸承振幅增加，軸承溫度升高。輔助其他監(jiān)測技術(shù)發(fā)現(xiàn)，該主通風(fēng)機設(shè)備聯(lián)軸器出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致振動故障的發(fā)生，主通風(fēng)機負(fù)荷增加，振動幅值也隨之增大。維修人員從主通風(fēng)機安全運行的角度出發(fā)，選擇更換聯(lián)軸器來徹底解決振動故障。另外設(shè)備聯(lián)軸器外齒套出現(xiàn)裂紋，裂紋角度約45°，裂紋長度較大，采取更換聯(lián)軸器的措施，順利解決主通風(fēng)機振動故障問題。

4 總結(jié)

一種新型的煤礦主通風(fēng)機振動故障預(yù)警裝置，當(dāng)主通風(fēng)機設(shè)備振動幅度達(dá)一定程度時作用在預(yù)警裝置的緩沖板上，與之連接的彈簧就會觸動報警器進(jìn)行振動故障報警，實現(xiàn)預(yù)警功能。該裝置能實現(xiàn)對主通風(fēng)機的振動故障的準(zhǔn)確預(yù)警，工作人員對故障及時進(jìn)行檢修保養(yǎng)，可保障主通風(fēng)的安全運行。