煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)研究

鄭瑞輝

摘 ?要：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)對機(jī)電設(shè)備故障的快速維修，需要準(zhǔn)確地對發(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)防對策。

關(guān)鍵詞：機(jī)電設(shè)備;故障診斷;分析

機(jī)電設(shè)備在使用期間通常避免不了的會出現(xiàn)某些故障，在運(yùn)行期間的故障不但能使機(jī)器的性能受到影響，也影響著安全生產(chǎn)，因此務(wù)必要在煤炭生產(chǎn)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行期間，進(jìn)行有效合理的預(yù)防，如果發(fā)生故障，應(yīng)盡快采用科學(xué)的故障診斷技術(shù)，準(zhǔn)確地查找原因，及時(shí)維修。

1煤礦機(jī)電設(shè)備故障分析

1.1故障的表現(xiàn)形式

由于煤礦機(jī)電設(shè)備的基本構(gòu)造、運(yùn)動形式以及操作狀況的不同，其故障的表現(xiàn)形式也各不一樣。煤礦機(jī)電設(shè)備的故障形式主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①設(shè)備性能參數(shù)的突然降低;②電壓和電流發(fā)生劇烈變化;③出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;④大量地增加磨損殘留物;⑤裂紋的形成與擴(kuò)展;⑥聲響異常;⑦排氣成分發(fā)生變化;⑧出現(xiàn)振動的異常等現(xiàn)象。

1.2 故障的發(fā)展階段

煤礦機(jī)電設(shè)備故障的發(fā)生一般可以分為三個(gè)階段：第一階段，早期故障期。此階段又稱磨合期，機(jī)電設(shè)備剛投入到生產(chǎn)中故障率一般會很高，經(jīng)過不斷的調(diào)試、修理逐漸減少故障的出現(xiàn)。此階段的故障多是由于設(shè)備本身的設(shè)計(jì)、制作缺陷或是不良環(huán)境造成的。第二階段，偶發(fā)故障期。此階段設(shè)備故障率已經(jīng)慢慢趨于穩(wěn)定，多是隨機(jī)發(fā)生的故障，也可說這是機(jī)電設(shè)備最佳狀態(tài)期。此時(shí)的故障多源于工作使用不當(dāng)以及維修不力造成的。第三階段，耗損故障期。隨著使用時(shí)間不斷增加，在設(shè)備使用后期，故障也會開始慢慢增多，主要是因?yàn)樵O(shè)備的零件隨著使用的頻率增大，其磨損也越來越嚴(yán)重，逐漸出現(xiàn)老化、疲勞、腐蝕等現(xiàn)象。

2故障分析步驟

故障原因分析是一門綜合性學(xué)科，它融合了機(jī)械的構(gòu)造知識、系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)分析、測試分析以及有關(guān)疲勞、斷裂、磨損、腐蝕等各種學(xué)科的知識。對故障分析主要包括以下步驟：

2.1現(xiàn)場調(diào)查

通過對故障出現(xiàn)的時(shí)間、現(xiàn)場狀態(tài)、先后步驟等背景數(shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀況的了解;拍照固定故障實(shí)況;查找故障件的出廠圖紙、使用說明、檢測資料等原始資料，以及設(shè)備運(yùn)行中的保養(yǎng)記錄等;還要對故障件經(jīng)過處理后開展先期的勘驗(yàn)、測量，并妥善保管。

2.2判斷原因

運(yùn)用科學(xué)合理的方法測定故障產(chǎn)生原理，總結(jié)故障產(chǎn)生原因?？梢圆捎脤υO(shè)備進(jìn)行溫度檢測，將其變化制成圖表;也可以對設(shè)備的精密性進(jìn)行檢驗(yàn)，如設(shè)備的性能是否受損，零部件是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)等等。在對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，可以借助數(shù)學(xué)和物理模型，使故障分析結(jié)果更具象化，以便有效的排除故障。

2.3分析結(jié)論

任何故障分析行為進(jìn)行至特定時(shí)間或者相應(yīng)的鑒定活動完成后，工作中收集的各類信息、分析過程書面材料、人員操作行為調(diào)查材料以及檢測結(jié)果等，依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、使用材質(zhì)、生產(chǎn)工藝、設(shè)備運(yùn)行等不同分類，將發(fā)生的問題匯總、全面解析并辨識解決，最后形成有清楚觀點(diǎn)和可行性意見的結(jié)論材料。形成的結(jié)論既可以指導(dǎo)今后作業(yè)、保存信息、分享成果，同時(shí)也是對可能出現(xiàn)的索賠和法律仲裁保存證據(jù)資料。

3煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

3.1參考故障歷史記錄診斷技術(shù)

參考故障歷史記錄診斷技術(shù)的根本所在是煤礦機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的構(gòu)成原理，從而對顯著的故障開展映射分析，以及一一地測試和監(jiān)測會出現(xiàn)故障的附近有關(guān)的部件，從而對故障的位置及其原因進(jìn)行確定。當(dāng)前，參考故障歷史記錄診斷技術(shù)是煤礦機(jī)電設(shè)備的維護(hù)與應(yīng)用手冊。并且，在不斷地處理問題后，歷史診斷記錄和經(jīng)驗(yàn)成為將來診斷故障的依據(jù)，可以對出現(xiàn)故障的范圍或者是部件進(jìn)行迅速地確定。

3.2無損測量故障診斷技術(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，主要有超聲波無損檢測、磁粉檢測、滲透檢測、聲全息監(jiān)測等。當(dāng)對機(jī)電設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行故障檢測時(shí)可以采用中子檢測技術(shù)、微波檢測技術(shù)、射線檢測技術(shù)等。機(jī)電設(shè)備的無損檢測技術(shù)是在不損害機(jī)電設(shè)備的前提下，對機(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)，保證能有效對機(jī)電故障進(jìn)行檢測。

3.3溫度診斷法

大多數(shù)煤礦機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，溫度會升高。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)的測溫設(shè)備來進(jìn)行測量。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。

3.4儀器診斷技術(shù)

儀器診斷技術(shù)要求通過一定的儀器收集煤礦機(jī)電設(shè)備的一些數(shù)據(jù)，像是力矩、溫度、轉(zhuǎn)速、壓強(qiáng)等，再借助計(jì)算機(jī)歸納和運(yùn)算數(shù)據(jù)，通過一些顯像裝置加以演示，進(jìn)而對問題進(jìn)行確定和處理。如此的技術(shù)的優(yōu)勢是便于攜帶、功能性完善、非接觸式等，并且這種方法的智能化水平比較高。當(dāng)今，經(jīng)常液壓的診斷儀器有綜合型、專用型、通用型這幾種。

3.5鐵譜診斷法

鐵譜技術(shù)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，并投入了成功的使用。鐵譜分析的原理是：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。

3.6拆卸診斷檢測技術(shù)

為了診斷機(jī)械故障的具體信息，必須將機(jī)械外殼拆卸并將其運(yùn)轉(zhuǎn)，通過觀察了解每一個(gè)機(jī)件的運(yùn)作狀態(tài)，確認(rèn)故障信息;對于一些精密的設(shè)備，可以借助計(jì)算機(jī)等信息化設(shè)備來進(jìn)行分析。這種方法在應(yīng)用時(shí)，主要作為上述幾種方法的后續(xù)方法來進(jìn)行，例如通過溫度診斷法確認(rèn)故障存在，那么之后就可以采用拆卸診斷法來分析故障

4 結(jié)束語

在機(jī)電設(shè)備發(fā)生技術(shù)故障后，需要技術(shù)維修人員對設(shè)備故障進(jìn)行診斷，作為故障排除的第一步，其實(shí)施效率將在很大程度上影響了維修效果。在進(jìn)行故障診斷時(shí)可以利用各項(xiàng)數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析，如電功率、電流、電壓以及運(yùn)轉(zhuǎn)速度等，利用最短的時(shí)間來確定故障發(fā)生部位以及原因，進(jìn)而才能確定維修方案。選擇一個(gè)有效的故障診斷技術(shù)，可以避免維修人員故障處理時(shí)時(shí)間的浪費(fèi)，提高故障部位與原因確定的效率，最大程度地減少了漏修與維修過度情況的發(fā)生，保證設(shè)備各個(gè)零件均可以得到充分的利用與維護(hù)，提高其運(yùn)行效率。

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