故障診斷技術在煤礦機電設備中的應用分析

駱建營

【摘 要】煤礦機電設備故障的產生原因很多，依靠人的肉眼很難直接判斷其具體屬性。當設備出現故障后，必須第一時間進行診斷；可以采用儀器對故障設備進行全面檢查，在完全了解故障的類型、屬性、原因之后，有針對性地選定相應的維修技術來消除故障。本文基于故障診斷技術在煤礦機電設備中的應用展開論述。

【關鍵詞】故障診斷技術；煤礦機電；設備應用

中圖分類號：P694 文獻標識碼：A

引言

煤礦機電設備作為礦井生產得以持續有效開展的必要保障之一，如何實現對其故障的快速、精準診斷對礦井生產有著不可替代的重要作用。運用有效的故障診斷技術能在及時了解設備運行狀態的同時對機電設備整體或局部組件的異常與否予以判定，并對故障發生位置及原因予以分析確定，從而為故障的快速排除提供有力指導。特別是在礦井機電設備使用數量不斷增加的同時，研究更加行之有效的故障診斷技術，對礦井的現代化建設有著積極作用。

1煤礦機電設備故障檢測的重要性

1.1提升煤礦設備的作業效率

利益最大化是企業永恒的目標，煤礦企業也不例外。隨著煤礦企業對機電設備需求量的增大，如何對機電設備進行故障診斷，如何判斷故障因素，并不定時地對煤礦機電設備進行必要的故障檢測，成為了維修人員的重要任務。對于所出現的故障，要做到及時處理，從而規避生產中可能出現的損失，延長機電設備的使用壽命，這有助于降低成本，提高作業效率，從而保證企業的經濟效益[1]。

1.2延長機電設備的使用年限

機電設備的故障主要可分為故障產生前和故障產生后，而前期的煤礦設備故障診斷是最基本的檢修方式。不論是故障產生之前還是之后，都需要進行機電設備的維修保養，其目的在于延長機電設備的使用年限，保證其設備的正常運行。合理運用故障檢測技術進行前期機電設備的故障診斷，是保證機電設備正常運轉的前提，可及時發現一些潛在的安全隱患，做好預防措施，能夠避免機電設備出現更多問題，從而降低故障的發生率，這對機電設備的安全作業具有重要影響。

2煤礦機電設備產生故障的原因

設備超負荷運行：機電設備不是永動機，它也會隨著運行時間的增加，逐漸產生磨損，尤其是在長期超負荷的運行之下，設備的磨損老化狀況更會加倍惡化，導致設備最終產生故障。因此，在設備的實際使用過程中，如果操作人員不注意設備的運行時間，導致設備長期運行得不到修整，就會致使設備超出了自己的極限應用范圍，降低了生命周期，增加了故障的發生率。設備本身的損耗：設備在使用過程中，本身就會出現不同程度的損耗，時間越長損耗的程度也就越深，所以即使是沒有超負荷運行，設備也會在正常的使用過程中逐漸磨損老化，直至達到一個臨界點，產生了故障。設備零部件配合關系的不良發展：礦山機電設備在實際的運行過程中，會受到各種外界或者內部因素的影響，致使設備內部的各個零部件之間的配合度不斷下降，從而導致故障的發生。例如，一個零部件出現了磨損狀況，在運作過程中，這個磨損就會增加摩擦力，導致高于正常值的熱量產生，逐漸導致礦山機電設備的溫度上升過高，影響其他零部件的正常運作，最終打破了各個零部件之間的協調合作，導致了設備故障發生。

3煤礦機電設備維修中故障診斷技術的運用

3.1溫度診斷技術

大多數煤礦機電設備出現故障時，溫度會升高。例如局部部件溫度升高、繞組溫度升高等。設備運行受到了阻礙，導致驅動力不斷增加、過電流引發溫度升高。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。溫度升高可以分為明顯的溫度升高和細微的溫度升高；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，需要采用相應的測溫設備來進行測量。溫度診斷法的應用十分方便有效，但是存在深度不足的問題，診斷中還需要結合其他方法來確認結果。

3.2高壓異步機電動機的故障診斷技術

高壓異步電動機相比其他電動機而言，其效率高，在煤礦機電設備中比較常見，是保持煤礦開采作業高效性的重要保障。高壓異步電動機故障處理主要是通過信號處理技術和智能技術兩個方面進行合理的診斷，這樣能夠快速判斷故障原因，提高診斷的效率。在實際的診斷操作中，可以用磁通檢測與局部放電檢測相結合的方法進行高壓異步電動機的故障診斷，也可通過電流高次諧波進行故障的判斷。在這兩種方式中，運用前者進行高壓異步電動機的故障診斷比應用后者效果更好，因為電流高次諧波的檢測在實際應用中較少，很難保證其診斷結果的準確性。

3.3振動診斷技術

煤礦機電設備運行時會產生振動。當設備出現故障時，可能導致振動出現異常，例如振動噪聲過大、振動幅度過大等。通過觀察設備的振動，能夠判斷設備是否存在故障現象，也有助于設備應用時的安全隱患排查。目前，振動診斷法可以分為兩種類型，即觀察法診斷與數據分析法診斷，其中觀察法診斷主要依靠專業維修人員的觀察來實現，能夠判定一些明顯的異常振動，而數據分析法診斷主要依靠計算機數據的對比分析來實現。此外，這種方法與上述溫度診斷法類似，同樣只能夠確認故障存在，而對于故障具體信息則“無能為力”。

3.4智能診斷技術

應用智能診斷技術主要是指通過智能設備對系統進行操控，對人腦特征實施模擬，并對故障信息進行有效的獲取、傳輸與處置，并通過進行再生與利用，實現對系統中預先存儲專家診斷經驗的綜合運用，實現對設備故障的診斷。其可細化為眾多同類型，主要包括神經網絡系統診斷、灰色系統診斷、專家系統診斷、模糊診斷，其中神經網絡與專家系統的應用最為廣泛，已基本達成了智能化應用。這兩種智能診斷技術應用最多的地方就是礦井機電設備中，為礦井的現代化建設提供了持續的有力推動。

3.5無損及溫度測量故障診斷技術

隨著故障診斷技術的不斷向前發展，更為先進診斷技術應運而生，主要有超聲波無損檢測、磁粉檢測、滲透檢測、聲全息監測等。當對機電設備內部進行故障檢測時可以采用中子檢測技術、微波檢測技術、射線檢測技術等。機電設備的無損檢測技術是在不損害機電設備的前提下，對機電設備內部結構故障或者外部進行故障分析，在具體應用中應根據礦井設備的材質，加工程度及故障產生的因素等綜合確定故障診斷技術，保證能有效對機電故障進行檢測。溫度故障診斷檢測是根據機電設備故障時相關部件溫度會發生改變，例如礦井機電設備出現摩擦，設備電氣節點出現短路等都會導致設備溫度異常增高。在采用溫度故障診斷技術時需要在機電設備內安裝溫度傳感設備，對機電設備相關部件的溫度進行實時在線測量，并根究溫度檢測數據進行綜合研判。

結束語

高效、科學且精準的礦山機電設備故障診斷技術是推動礦井現代化建設所不可或缺的關鍵要素，其對于提升礦井機電設備運行有效性、增強設備運行效率、降低設備運行成本、延長設備使用周期有著積極效果，為礦井綜合效益的提升提供了有力推動。

參考文獻：

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[4]靳造造.煤礦井下機電設備故障診斷技術分析[J].能源與節能，2019（03）：117-118.

[5]許宏濤.探究有色金屬礦山機械設備的使用維修與故障診斷[J].世界有色金屬，2019（01）：36+38.

（作者單位：兗州煤業股份有限公司）