煤礦機械設備故障診斷與維護

申 瑞

（冀中能源股份有限公司章村礦，邢臺 054100）

隨著科技的不斷發展，我國的煤礦開采逐漸實現了科學化和自動化。在煤礦資源的需求量不斷增加的情況下，煤礦開采技術與機械設備技術的不斷提高，是促進煤礦企業生產、增加開采量、減少煤炭資源浪費的前提，是使煤炭資源開采充分滿足社會發展需求的重要工作。其中，機械設備是高效開采煤礦的重要設備，要重視機械設備的故障診斷技巧的研究，提高機械設備操作者與管理者的技術要求，保障機械設備的有效運行，維持煤礦開采工作的有效開展。

1 煤礦機械設備的故障診斷技術

1.1 煤礦機械設備的故障診斷的原理與方法

機械設備的故障診斷，主要依靠于各種傳感器的監測，從而來判定機械設備是否正常。該工作模式的本質其實就是一個模式識別的過程。故障診斷的主要目的就是通過監測發現故障、定位故障源，然后找到故障原因，并及時維護。煤礦機械的故障診斷系統主要包含了探測器、狀態診斷、信號提取等部分，如圖1所示。

圖1 煤礦機械設備故障診斷系統原理框圖

智能診斷技術是未來的一個發展趨勢，隨著人工智能的不斷前進，相應的模糊理論、人工神經網絡、專家系統技術、模糊理論都將被大量應用到故障診斷系統中，這些新技術將不斷促進煤礦機械設備的故障診斷技術的發展。以決策樹為例，決策樹的原理是從一堆雜亂無章的數據中通過層層篩選，得到最終決策的過程，它的結構是自上而下的，在每一個節點處都要進行屬性判斷，每一個分支表示數據流的通路，每個分支的終點表示決策的一類屬性。其基本結構如圖2所示。

圖2 決策樹基本結構圖

1.2 常見的幾種故障診斷技術

1.2.1 油液樣本分析診斷技術

在診斷煤礦機械設備的故障過程中，可提取液壓油液和潤滑油液中的雜質作為樣本，通過分析油液樣本的性質來判斷機械設備的故障所在。油液樣本分析診斷方法利用了光譜分析技術，觀察或檢驗油液中存在的磨屑顆粒狀態，從而評估機械設備的運行情況，判斷其是否損壞[1]。

1.2.2 無損壞診斷技術

無損壞診斷技術的最大優勢就是能夠不損害機械設備，主要包含了三個部分的內容，第一就是無損探傷，第二是檢測機械設備的物理性能和機械性能，第三是監測，主要通過這些技術來診斷機械設備的故障。該方法的應用需要明確診斷技術與方法的可行性，需要了解機械設備的一般運行程序以及加工材料和機械設備的自身質量。

1.2.3 振動檢測診斷技術

振動檢測診斷技術分為簡易和精密兩種。簡易檢測又包含了在線和離線檢測兩種，工作原理為，根據機械設備的技術參數來診斷機械設備的異常狀態和超負荷狀態，從而進行處理。比如可以進行機器警示或者停止運轉。精密診斷則是利用比較復雜的診斷分析儀器，利用人工智能、計算機技術等，觀察和分析振動信號的頻率的強弱變化，從振動數值的變化范圍和其他情況來判斷機械設備運行中存在的故障，并找出原因予以針對性的解決。

1.2.4 溫度檢測診斷技術

當機械設備長時間處于運轉狀態時，必定會產生較高的溫度，產生的溫度過高會損壞機械設備，使得設備本身受到嚴重影響，還會出現局部性的材料損壞。所以，采取機械設備溫度檢測的方式，分析機械設備運轉過程中是否出現溫度過高的情況，利用溫度傳感裝置，采取設備溫度變化分析的方式診斷機械設備出現的故障問題。

2 煤礦機械設備的維護策略

2.1 預防事故維護策略

預防事故維護策略是對已經發生過或很有可能發生故障的設備部位進行重點診斷和維護，從而起到預防事故發生或事故進一步發展的作用。當機械設備的某些部位發生故障后，即使采取了有效的維修方法對其進行了維修，但是在實際的運行過程中，機械設備的該部位仍然容易發生相似或其他故障，所以需要對這些維修過的部位進行預防性維護[2]。而對于那些沒有發生過故障，但是很容易發生故障的部位，也需要對其進行周期性的維護診斷，防止故障的發生。

2.2 事故發生維護策略

該維護策略是指在機械設備出現故障問題而停止使用或運轉的情況下，對設備進行故障維護。該項維護措施是在之前的預防事故維護策略沒有發揮效果的情況下，修補其中的維護漏洞，促進機械設備的正常使用。事故發生維護時，技術難度會增加，需要的維護時間會更長，對機械設備的作業影響也較大。

2.3 預知事故維護策略

該項維護策略是在機械設備出現故障早期開展維護工作。煤礦設備操作或管理人員因經常性地檢查和監測機械設備的工作狀態，根據檢查結果與監測數據分析機械設備的運轉情況，從而采取相關的故障維護措施，開展維護工作。

2.4 主動預防事故維護策略

該項策略需要工作人員具有積極的事故監測和維護態度，主動測定和判斷機械設備的相關參數，分析機械設備的使用壽命、功能以及實際磨損情況，鞏固其中不合規的零件以及材料，防止機械設備的故障惡化或擴展，盡可能延長機械設備的運行壽命[3]。

3 結語

綜上所述，煤礦機械設備對于煤礦產業的生產十分重要，合理規劃機械設備的故障檢查措施，提前做好故障維護工作，對促進機械設備的高效運轉、提高煤礦開采水平有重要的意義。本文詳細闡述了煤礦機械設備故障診斷的方法，并探討了常用的機械設備維護策略。此外，煤礦企業還應加強對機械設備操作或管理人員的培養，使其能夠采取先進的科學手段以及保持認真負責的態度來維護好煤礦機械設備，提高煤礦開采的安全性。

[1]劉志偉.煤礦機械設備的故障維修及預防措施[J].機械管理開發，2017，（2）：39-41，72.

[2]孫明昊.煤礦機械設備故障診斷與維護研究[J].機械研究與應用，2015，（6）：153-154.

[3]張偉宏.煤礦機械設備故障診斷與維護[J].科技與企業，2015，（1）：228.