煤礦機械設備故障診斷技術的應用
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1故障診斷技術概述
1．1故障診斷技術理論
所謂故障診斷技術實際上就是合理運用多樣化的檢測方法和檢測技術，對煤礦機械設備各個系統(tǒng)運行前后的狀態(tài)進行全面的檢查，以便于準確分析和判斷設備發(fā)生故障的部位，并以此為基礎制定科學合理的故障處理方案。工作人員在開展煤礦機械設備故障檢測時，必須明確定位設備發(fā)生故障的部位，根據(jù)故障發(fā)生的嚴重程度進行維修或者更換故障部件，才能最大限度地降低故障對煤礦機械設備運行產(chǎn)生的不利影響［1］。
1．2故障診斷技術的性能和指標
煤礦機械設備故障診斷技術的性能與指標具有多樣化的特點，目前常見的煤礦機械設備故障診斷技術指標主要有以下幾個方面:①及時性。故障檢測必須及時，工作人員一旦發(fā)現(xiàn)煤礦機械設備出現(xiàn)故障，應該在最短的時間內(nèi)運用檢測技術進行設備故障的檢測。故障出現(xiàn)與故障檢測過程中消耗的時間，是衡量和判斷故障檢測及時性的關鍵指標。所以，工作人員在故障診斷和檢查過程中，必須全面分析系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)的各個故障，并以此為基礎準確的區(qū)分、定位故障發(fā)生部位，為后續(xù)故障處理工作的開展做好充分的準備。②故障判斷識別能力。故障判斷與識別能力實際上就是技術人員識別故障大小的基本能力，只有具備較高的故障診斷識別能力，才能在煤礦機械設備發(fā)生故障后，通過有效的分析，準確判斷故障大小和發(fā)生部位，確保設備維修工作的順利開展。③自主適應能力。技術人員在應用故障檢測系統(tǒng)開展煤礦機械設備故障檢測工作時，必須保證被檢測主體具有自主適應能力，才能確保煤礦機械設備故障檢測工作的高效開展。
2煤礦機械設備中常應用的故障診斷方法
2．1溫度監(jiān)測診斷
煤礦機械設備的運行狀態(tài)往往會隨著設備運行環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化。所以，工作人員在借助溫度監(jiān)測技術判斷煤礦機械設備的運行狀態(tài)時，應該從以下幾方面著手。首先，溫度監(jiān)測診斷技術。溫度監(jiān)測診斷技術主要是利用溫度傳感器獲取煤礦機械設備的實時溫度，以達到準確判斷煤礦機械設備運行狀態(tài)穩(wěn)定與否的目的。技術人員在運用溫度監(jiān)測技術時，必須充分考慮煤礦礦井提升設備、高壓異步電動機設備、煤礦采掘機設備等發(fā)生故障的風險，以及故障發(fā)生后造成的危害，獲取溫度傳感器檢測的煤礦機械設備實時溫度，才能確保煤礦機械設備故障診斷的精確性與可靠性。其次，為了保證煤礦機械設備的安全穩(wěn)定運行，工人應該在安裝溫度傳感器的基礎上，通過控制平臺分析設備運行的實時溫度，如果發(fā)現(xiàn)設備運行溫度超出正常溫度范圍，那么設備管理人員必須立即關閉相關設備，查找故障發(fā)生的位置，并在故障檢修完成后才能允許其重新投入使用。此外，工作人員在運用溫度監(jiān)測技術診斷煤礦機械設備故障時，應該根據(jù)設備正常運行的狀態(tài)和特點，設定設備運行的溫度限值，如果監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)設備運行穩(wěn)定超出最高溫度限值，則應該立刻發(fā)出預警信息，便于工作人員及時開展故障維修［2］。
2．2振動檢測診斷
煤礦機械設備在運行過程中發(fā)生故障后，設備經(jīng)常發(fā)生異常振動，工作人員可以采用振動檢測診斷技術分析和排除故障。首先，通過深入分析煤礦機械設備實際運行與綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，煤礦機械設備運行過程中的轉(zhuǎn)子運行故障、支撐系統(tǒng)運行故障、連接故障等都是導致設備出現(xiàn)異常振動的主要原因。煤礦機械設備處在正常運行狀態(tài)下時，機械設備的振動頻率處在穩(wěn)定的狀態(tài)，工作人員在運用振動檢測技術檢測煤礦基礎設備的故障時，應該以煤礦機械設備正常運行狀態(tài)下的振動數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析和判斷煤礦機械設備運行狀態(tài)正常與否。如果經(jīng)過數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)煤礦機械設備確實存在異常現(xiàn)象，且煤礦機械設備發(fā)生了異常振動，則可以判斷煤礦機械設備已經(jīng)出現(xiàn)了安全隱患，此時工作人員應該根據(jù)實際情況及時進行故障檢修和排查工作。其次，工作人員必須將振動檢測診斷技術與煤礦機械設備運行環(huán)境緊密的結合在一起，才能準確的獲取煤礦機械設備在一定時間段內(nèi)的振動幅度、振動頻率數(shù)據(jù)變化情況，并以此為基礎準確判斷煤礦機械設備的老化程度，便于維修人員及時更換或者維修故障元件。
2．3超聲無損檢測
超聲無損檢測技術作為一種先進的檢測技術，在煤礦機械設備故障檢修和管理中的推廣和應用，使工作人員可以在不損害設備質(zhì)量的前提下準確獲取設備故障和缺陷發(fā)生的位置，為后續(xù)煤礦機械設備故障的排除工作奠定了良好的基礎。隨著超聲無損檢測技術在煤礦機械設備故障檢測中的應用，煤礦機械設備故障檢測的準確性也得到了顯著提高。根據(jù)相關調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近些年我國煤礦數(shù)量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，說明我國在去產(chǎn)能工作方面已經(jīng)全面進入了結構性、系統(tǒng)性去產(chǎn)能的階段。由于在這一階段煤礦機械設備運行狀態(tài)的穩(wěn)定與否對于煤礦安全生產(chǎn)有著極為重要的意義，所以，工作人員應該充分發(fā)揮超聲無損檢測技術的優(yōu)勢，通過向煤礦機械設備指定位置發(fā)射超聲波的方式，準確分析波段發(fā)射前后的變化，定位設備發(fā)生故障的部位，才能準確的判斷煤礦機械設備的運行狀態(tài)。另外，由于超聲波無損檢測技術與溫度監(jiān)測診斷技術、振動檢測振動技術等相比，具有故障檢測精細化程度高等特點，所以工作人員只需要借助超聲波無損檢測技術，深入分析煤礦機械設備內(nèi)部關鍵部件的實際運行情況，然后根據(jù)相應反饋數(shù)據(jù)即可準確地判斷出機械設備使用壽命的長短［3］。
2．4自動化技術
煤礦機械設備的安全穩(wěn)定運行對于煤礦的安全開采有著決定性的影響，所以煤礦機械設備的管理人員必須加大自動化技術在煤礦機械設備管理和使用中的應用力度，優(yōu)化煤礦機械設備故障檢測體系，提高煤礦機械設備故障檢測的準確性。經(jīng)過深入調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，近些年我國煤礦機械設備的應用已經(jīng)取得了非常顯著的成效。借助自動化技術，將煤礦機械設備故障檢測系統(tǒng)與溫度監(jiān)測診斷技術、振動檢測診斷技術、超聲波無損檢測技術緊密的結合在一起，工作人員即可全方位的獲取煤礦機械設備的實時運行狀態(tài)。此外，由于溫度檢測故障診斷技術、振動檢測診斷技術、超聲波無損檢測技術的檢測重點不盡相同，所以，為了實現(xiàn)分類存儲，整合分析不同故障檢測技術獲取的煤礦機械設備故障檢測數(shù)據(jù)，煤礦機械設備的管理和維修人員必須嚴格按照要求調(diào)取和分析溫度信息、振動信息以及零部件信息，并以此為基礎，根據(jù)設備運行狀態(tài)發(fā)出設備運行故障預警信息，確保工作人員可以及時準確地發(fā)現(xiàn)和定位故障發(fā)生部位，促進了煤礦機械設備井下開采安全性的有效提升。
3故障診斷技術在煤礦機械設備中的具體應用
3．1初步診斷
工作人員在進行煤礦機械設備故障現(xiàn)場診斷時，主要是從信號檢測、處理、識別、預測等幾方面著手。如果經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)煤礦機械設備出現(xiàn)了異常信號，則應該根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇溫度、噪聲、振動等信號診斷和識別設備故障，然后根據(jù)不同信號，檢測發(fā)生問題的部位，最后根據(jù)設備發(fā)生故障的類型采取相應的解決措施［4］。
3．2在高壓異步電動機中的應用
高壓異步電動機是煤礦生產(chǎn)中的重要設備之一，如果高壓異步電動機在運行過程中出現(xiàn)絕緣老化等問題，必然會對煤礦開采工作產(chǎn)生嚴重的影響。隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，有關高壓異步電動機故障診斷的方法也越來越多。比如，高壓感應電動機發(fā)生故障后，電動機接頭會出現(xiàn)放電現(xiàn)象，此時，工作人員可以通過放電現(xiàn)象檢查高壓異步電動機是否發(fā)生了故障。這種診斷方法不僅方便快捷，而且提高了高壓異步電動機診斷維護的效率，為煤礦開采工作的安全高效進行提供了安全保障。另外，由于供電系統(tǒng)屬于信息系統(tǒng)的一種，一旦供電系統(tǒng)發(fā)生故障，必然會對煤礦機械設備運行的穩(wěn)定性與安全性產(chǎn)生嚴重的影響。所以，工作人員應該根據(jù)實時監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息，制定煤礦機械設備故障診斷監(jiān)控預警機制，才能及時發(fā)現(xiàn)和解決供電系統(tǒng)運行過程中存在的故障隱患。
3．3做好監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸
煤礦監(jiān)控系統(tǒng)是確保煤礦機械設備運行數(shù)據(jù)傳輸高效、安全的關鍵。工業(yè)以太網(wǎng)技術作為一項先進的技術，因為具有應用方便、節(jié)省通信設備費用、減輕系統(tǒng)維護工作量等優(yōu)點，促進了煤礦機械設備監(jiān)控系統(tǒng)運行安全性與可靠性的提升。借助工業(yè)以太網(wǎng)傳送監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，設備管理人員不僅可以及時準確地了解井下開采的實際情況，而且最大限度地降低了各種危險隱患發(fā)生的概率，提高了煤礦井下開采的安全性與穩(wěn)定性。
3．4選擇合適的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)
智能采集器在煤礦開采中的推廣和應用，要求工作人員必須根據(jù)煤礦機械設備運行特點，選擇符合要求的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)智能采集器，才能實現(xiàn)實時遠程監(jiān)控煤礦機械設備運行狀態(tài)的目的。
4結語
總之，隨著我國進入深化能源體制改革的關鍵時期，煤礦機械設備運行環(huán)境的復雜程度在加大，煤礦機械設備對井下安全開采工作產(chǎn)生的影響也越來越大。所以，工作人員必須充分發(fā)揮先進煤礦機械設備故障診斷技術的優(yōu)勢，加大煤礦機械設備故障診斷的力度，才能及時發(fā)現(xiàn)和解決煤礦機械設備存在的安全隱患。
參考文獻:
［1］許磊．機械設備故障診斷與維修技術在煤礦中的應用［J］．西部探礦工程，2020，32(01):124－125+127．
［2］郭慧慧．故障診斷技術在煤礦機械設備中的應用研究［J］．科技經(jīng)濟導刊，2019，27(36):42－43．
［3］張翔．在煤礦機械設備中故障診斷技術的應用初探［J］．科學技術創(chuàng)新，2019(31):155－156．
［4］馬海林．故障診斷技術在煤礦機電設備中的應用分析［J］．河南科技，2019(23):73－75．
作者：吳怡 單位：神華包頭能源有限責任公司
