煤礦綜掘機械設備維修中的故障診斷研究

成其飛

摘要：由于煤礦綜掘機械設備的長時間運行中，由于井下作業(yè)環(huán)境較為復雜和惡劣，容易在出現(xiàn)故障時影響煤礦安全生產(chǎn)。這就需要在設備檢修過程中合理應用故障診斷技術來快速查找故障原因，為故障排除提供技術支持。為此，文章在對煤礦綜掘機械設備維修工作中所應用的故障診斷技術內(nèi)涵和原理進行介紹，分析目前此類設備維修中常用的故障診斷技術，并對此類診斷技術的未來發(fā)展趨勢進行展望，以供參考。

關鍵詞：煤礦綜掘機械設備;維修;故障診斷技術

1引言

在目前社會快速進步的同時，對于煤炭的需求也在持續(xù)增長，推進了煤礦開采規(guī)模的擴大以及煤礦生產(chǎn)技術的提升，逐漸提升煤礦生產(chǎn)的自動化和智能化水平，而且在上述生產(chǎn)中所應用的綜掘機械設備數(shù)量也在不斷增多。但是在此類機械設備的長時間運行中，由于井下作業(yè)環(huán)境較為復雜和惡劣，容易在出現(xiàn)故障時影響煤礦安全生產(chǎn)。這就需要在設備檢修過程中合理應用故障診斷技術來快速查找故障原因，為故障排除提供技術支持，同時也可以起到故障預判的功能，確保煤礦生產(chǎn)的可靠開展。

2故障診斷技術的內(nèi)涵

在此方面所應用的故障診斷技術，主要集成了以下先進技術來對設備運行狀態(tài)進行監(jiān)控。一是構建數(shù)據(jù)模型技術。通過此數(shù)據(jù)模型可以將設備在運行階段產(chǎn)生的不同運行參數(shù)與設備運行狀態(tài)聯(lián)系在一起，實現(xiàn)對設備狀態(tài)的分析以及對設備故障檢測效率的提升。二是信息收集技術。通過設備傳感器和在線監(jiān)控系統(tǒng)的應用，收集設備運行信號和參數(shù)，用以對其運行狀況進行準確反映。三是信息處理技術。此技術就是篩選上述所收集的各類信息的技術，并且將篩選過的信息轉換為人或機器可以讀懂的信息。四是整理分析技術。通過此技術來整理和分析上述有用信息，從而對設備運行狀態(tài)是否正常進行判斷，以及對設備故障類型和原因進行快速分辨。五是預測技術?；谏鲜鲂畔?shù)據(jù)的收集、整理和分析，評估和預測設備運行中的故障類型和故障程度。

基于上述先進技術的故障診斷技術，在實際應用中需要在相應的適用范圍中檢測相應對象的物理特征。比如針對旋轉機械、往復機械、流體機械、轉軸、軸承以及齒輪等對其穩(wěn)態(tài)振動、瞬態(tài)振動模態(tài)參數(shù)等振動特征進行診斷。針對熱工設備、工業(yè)爐窯、電機電器、電子設備等對其溫度、溫差、溫度場和熱圖像等溫度特征進行診斷。針對液壓系統(tǒng)、流體機械、內(nèi)燃機、液力耦合器等對其壓力、壓差和壓力聯(lián)動等壓力特征進行診斷。針對設備潤滑系統(tǒng)、有摩擦副的傳動系統(tǒng)、電力變壓器等對其油品的理化性能、磨粒的鐵譜分析和油液的光譜分析等油液特征進行診斷。針對壓力容器及管道、流體機械、工業(yè)閥門、短路開關等對其噪聲、聲阻、超聲波、聲發(fā)射等聲學特征進行診斷。此外還有針對其他對象而采取的不同診斷方法，在此不一一贅述。

3煤礦綜掘機械設備維修中的故障診斷技術分析

3.1振動診斷技術

煤礦綜掘機械設備在出現(xiàn)故障時通常會以振動異常的形式表現(xiàn)出來，因此通過對振動信號的收集以及開展對振動曲線的頻譜分析，可以直觀分析設備運行狀態(tài)。這主要由于設備在回轉、往復、沖擊、運動以及動力傳遞過程中會由于此激勵作用而在設備上產(chǎn)生振動，而此振動通過設備的傳播而出現(xiàn)在零部件表面時就會對此表面的空氣造成擾動，進而會導致聲波的產(chǎn)生。這就可以采集相應的振動和聲信號并分析和診斷其狀態(tài)。

3.2無損檢測技術

此種診斷技術可以不對設備造成損壞而對其內(nèi)部缺陷進行檢測，也就是通過滲透的檢測方法對設備表面和內(nèi)部開展輕微損傷問題的檢測工作，目前比較常用的無損檢測技術主要有磁粉檢測、渦流檢測、超聲檢測、紅外檢測等，此種方法主要在此類設備的某個零件的工藝缺陷檢測或者輕微裂痕檢測中應用。

4煤礦綜掘機械設備維修中的故障診斷技術發(fā)展趨勢

4.1故障診斷方法的融合趨勢

正如前文所述，不同的診斷方法所應用的范圍和對應的診斷對象都比較有限，而設備故障則通常有不同的現(xiàn)象，加大了診斷工作的復雜程度和難度。這就可以通過對振動、噪聲以及應力和射線等多種信息開展故障診斷工作，同時融合小波技術、模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡等不同技術和不同診斷方法，通過不同方法功能的發(fā)揮對引發(fā)故障現(xiàn)象的原因和表現(xiàn)等進行準確分析。

4.2多元傳感器信息的融合及虛擬儀器技術

針對目前煤礦生產(chǎn)中所應用的更加復雜的綜掘機械設備，為了全面掌握其運行狀態(tài)則需要對其進行全方位和多角度的監(jiān)測和控制，這就需要應用不同規(guī)格和種類的多個傳感器來監(jiān)控設備的不同關鍵部位，然后對多元的上述信息進行應用分析來分析設備的異?，F(xiàn)象。此外，虛擬儀器技術就是結合了計算機圖形技術、仿真技術、傳感技術以及顯示技術的先進技術，通過此技術的應用可以參與到仿真對象的環(huán)境中并對此對象的作用和變化進行探索，實現(xiàn)對設備故障發(fā)生、發(fā)展和特征、特性的深入研究，同時也可以通過生動的方式來展現(xiàn)故障現(xiàn)象，保證故障診斷的正確性。尤其是針對大多數(shù)無法在實驗臺進行模擬的故障，可以通過此虛擬儀器技術的應用來推動此診斷技術的發(fā)展。

5結語

煤礦綜掘設備故障會影響其正常運行以及煤礦正常生產(chǎn)，因此要做好此類設備的故障診斷和維修工作。而針對目前不斷提高的設備診斷技術水平，主要是融合了各種先進技術的現(xiàn)代化故障診斷技術。同時還可以實現(xiàn)對設備故障的自動維護和處理，結合其自動生成的運行參數(shù)曲線來實現(xiàn)對其運行狀態(tài)的隨時觀察和控制。這樣就可以隨時發(fā)現(xiàn)和處理其運行中的異常，并保證相應維護工作的準確性，實現(xiàn)其長時間運行中穩(wěn)定性的提升，以及煤礦生產(chǎn)開采量和經(jīng)濟效益的提升。

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