故障診斷技術(shù)在煤礦機械設(shè)備中的應(yīng)用

煤礦企業(yè)若想更穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟、高效地進行煤炭生產(chǎn)，首先必須要保證機械設(shè)備能夠穩(wěn)定運行。但由于受井下環(huán)境條件的制約，設(shè)備在使用中難免會發(fā)生故障，此時就需要煤礦企業(yè)使用有效的故障檢測技術(shù)，故障診斷技術(shù)主要可以對故障進行尋找和定位，然后根據(jù)診斷結(jié)果對故障進行預(yù)防性維修，以避免小故障釀成大事故。
　　1   故障診斷技術(shù)的定義及優(yōu)勢
　　故障診斷技術(shù)是指在一定的工作環(huán)境下，根據(jù)設(shè)備運行過程中產(chǎn)生的各種信息判別機械設(shè)備是正常運行還是發(fā)生了異?，F(xiàn)象，判定產(chǎn)生故障的原因和部位，以及預(yù)測、預(yù)報設(shè)備狀態(tài)的技術(shù)，故障診斷的實質(zhì)就是對設(shè)備狀態(tài)的判別，其優(yōu)勢是在設(shè)備運行過程中，在基本不需要拆卸的情況下就可以完成。
　　通過狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷，就能有針對性地對設(shè)備進行預(yù)防性的維修，從而提高設(shè)備運轉(zhuǎn)的可靠性，降低事故發(fā)生的概率，是防止事故和計劃外停機的有效手段，是未來維修模式的發(fā)展方向。
　　2   故障診斷技術(shù)在煤礦應(yīng)用的重要性
　　應(yīng)用故障診斷技術(shù)對機械設(shè)備進行監(jiān)測和診斷，可以提前檢查出事故隱患，從而對設(shè)備和工藝進行改造，以消除事故隱患，從而避免人員傷亡、設(shè)備損毀和巨大的經(jīng)濟損失。由于故障診斷技術(shù)能提前診斷和預(yù)報設(shè)備的故障，因此，在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)沒有故障時，可以不停車，在發(fā)現(xiàn)故障前兆時能及時停車，按照診斷出故障的性質(zhì)和部位，可以有目的地進行檢修，這就是現(xiàn)代預(yù)知維修的應(yīng)用，把定期維修改變?yōu)轭A(yù)知維修，目的性和針對性更強，不但節(jié)約了大量的維修費用，而且，由于減少許多不必要的維修時間，而大大增加了設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)時間，從而大幅度地提高生產(chǎn)率，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益，因此，強化應(yīng)用故障診斷技術(shù)可以提高煤礦機械設(shè)備的有效運轉(zhuǎn)時間，減低事故概率，對煤礦而言，是其生產(chǎn)過程中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，故障診斷技術(shù)在煤礦的應(yīng)用意義非常重大。
　　3   設(shè)備故障的檢測方法
　　3.1 振動監(jiān)測診斷法
　　煤礦機械設(shè)備在運行過程中會發(fā)生振動，因此可在設(shè)備運行過程中對振動參數(shù)進行采集，運用信號處理技術(shù)，判別其是否處在正常的運行狀態(tài)下，如果不是就要對當(dāng)前的振動狀態(tài)進行分析，然后查找導(dǎo)致異常振動原因，最后根據(jù)結(jié)果制定解決對策。
　　3.2 溫度檢測法
　　煤礦機械設(shè)備在運行過程中產(chǎn)生熱量是正?，F(xiàn)象，但如果熱量過高則很容易損壞設(shè)備，而且還會引發(fā)極其嚴(yán)重的安全事故。因此，在機械設(shè)備運行的過程中要做好溫度監(jiān)測，如果溫度過高就證明設(shè)備出現(xiàn)了不正常的摩擦。通常摩擦位置都會出現(xiàn)在軸承、齒輪等處，這些位置安裝的溫度傳感器可實時向控制臺傳輸溫度狀態(tài)，如果溫度過高會及時報警。當(dāng)控制臺接收到異常溫度報警時就立即停止設(shè)備運行，然后依據(jù)傳感器數(shù)據(jù)確定高溫位置，采取措施，直到排除導(dǎo)致高溫的故障隱患后才可重新地進行生產(chǎn)。
　　3.3 紅外熱成像
　　紅外熱成像指的是利用這項技術(shù)監(jiān)測煤礦機械設(shè)備在運行過程中因為升溫所發(fā)出的紅外線輻射，然后利用紅外成像技術(shù)診斷設(shè)備內(nèi)部的溫度狀態(tài)。在診斷過程中需要用到紅外熱像儀，這種儀器可以將接收到的紅外線輻射信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號，然后在儀器的顯示器上呈現(xiàn)出圖像。相較于溫度傳感器，紅外熱成像可以準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)煤礦機械設(shè)備具體的故障位置，甚至可以將故障位置精確到點，極大提升了煤礦機械設(shè)備故障診斷的精準(zhǔn)度。
　　3.4 超聲波無損檢測法
　　在煤礦機械設(shè)備的故障檢測技術(shù)中，超聲波無損檢測是非常先進的一種檢測技術(shù)，這項技術(shù)最大的特點是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進行檢測，不僅方便快捷，而且檢測時間短，基本不會影響生產(chǎn)，并且可以非常精確的發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備極其細(xì)微的故障[2]。利用超聲波無損檢測技術(shù)可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)煤礦機械設(shè)備材料內(nèi)部的缺陷，而且可以結(jié)合熱反應(yīng)、電反應(yīng)等對缺陷的位置及原因進行分析，進而提早發(fā)現(xiàn)故障隱患，采取預(yù)防性補救措施，對機械事故起到積極的預(yù)防作用。
　　3.5 鐵譜分析
　　煤礦機械設(shè)備在運行過程中無可避免地會發(fā)生摩擦，但如果摩擦過于嚴(yán)重，就會縮短設(shè)備的使用壽命。如果設(shè)備因為故障而出現(xiàn)了不正常的摩擦，那么因摩擦而產(chǎn)生的細(xì)碎鐵屑就會進入潤滑液中，此時可提取這些鐵屑然后進行鐵譜分析，通過檢測磨屑數(shù)量，以及性狀分析，可以確定機械的故障，同時結(jié)合超聲波無損檢測、紅外線熱成像檢測儀就可以找到故障的具體位置，該診斷法具有較高的準(zhǔn)確率。
　　4   故障診斷技術(shù)在煤礦機械設(shè)備中的應(yīng)用
　　4.1 初步診斷故障現(xiàn)場
　　當(dāng)煤礦機械設(shè)備發(fā)生故障以后，可以使用故障診斷技術(shù)對現(xiàn)場進行初步診斷，首先可以通過聽或者是觀察的方式初步判斷故障區(qū)域，然后檢查可能會出現(xiàn)故障的零部件，在初步判斷結(jié)束以后使用紅外熱成像檢測儀進一步確定可能存在故障的零部件，并且在分析之后給出需要更換零部件的建議。另外在這一階段可以結(jié)合使用計算機，以此來提升故障診斷的精準(zhǔn)度。 　　4.2 故障診斷技術(shù)在高壓異步電機中的應(yīng)用
　　目前，國內(nèi)大部分煤礦生產(chǎn)都離不開高壓異步電機，電機在長期運行過程中，在多種因素的作用下，不可避免地電動機絕緣層會出現(xiàn)老化的現(xiàn)象，致使電機絕緣值降低，容易造成高壓短路事故，因此在煤礦生產(chǎn)過程中必須加強對高壓異步電機溫度、絕緣性能等參數(shù)的監(jiān)測[3]。在高壓電機發(fā)生故障前，常伴有局部異常放電現(xiàn)象，可以通過放電檢測法來檢測電機的絕緣情況，也可以用這種方式預(yù)測電機的使用壽命，從而確定當(dāng)前電機是否處于最好的工作狀態(tài)，提醒維修人員是否進行維修，因而增加了電機的安全性和可靠性。
　　4.3 故障診斷技術(shù)在煤礦提升機中的應(yīng)用
　　利用超聲波無損檢測技術(shù)可以對礦井大型設(shè)備進行斷面超聲檢測，能找出損傷的部位和性質(zhì)，并及時進行維修處理。例如定期對主副井提升機電機動力輸出軸、傳送軸等重要關(guān)鍵部位進行檢測，而且無需進行拆卸，在基本不影響生產(chǎn)的情況下，就能有效避免煤礦重大運輸事故的發(fā)生。還可以通過油質(zhì)抽樣檢測法來檢查提升機減速器的運行狀態(tài)，來指導(dǎo)設(shè)備的維修和保養(yǎng)工作。
　　4.4 故障診斷技術(shù)在膠帶運輸機中的應(yīng)用
　　膠帶運輸機是煤礦生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的常見運輸設(shè)備，尤其處在主要運輸巷道內(nèi)的運輸機，運輸量大，設(shè)備的故障率高。膠帶運輸機最容易引發(fā)重大事故的是部位是膠帶機的驅(qū)動滾筒部位，由于井下環(huán)境條件惡劣，造成膠帶容易發(fā)生打滑、堆煤的現(xiàn)象，如不及時處理，將會使?jié)L筒的溫度迅速升高，當(dāng)升到到一定溫度就會引燃膠帶及周圍的煤粉，引發(fā)礦井災(zāi)難。使用非接觸式紅外熱敏溫度檢測法，將檢測原件安裝到距離滾筒一定的范圍內(nèi)，監(jiān)測滾筒表面溫度。它具有響應(yīng)速度快，測量精度高，安裝簡便等優(yōu)點。將檢測到的紅外溫度與設(shè)定值進行比較，當(dāng)溫度大于設(shè)定值時，發(fā)出警報，并同時啟動自動灑水裝置，灑水降溫，確保膠帶運輸機安全運行。
　　5   結(jié)語
　　煤礦機械設(shè)備和煤炭生產(chǎn)的安全性、穩(wěn)定性、效率等都有著非常密切的關(guān)系，為了使煤礦機械設(shè)備能夠更加安全穩(wěn)定的運行，需要加強對故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。進而保障煤炭生產(chǎn)的正常進行，提升故障診斷技術(shù)在煤礦生產(chǎn)過程中的應(yīng)用效果。