故障診斷技術在煤礦機械設備中的應用

王廣用

摘 ? 要：在煤礦生產過程中會使用很多大型的機械設備，這些設備是否能夠穩定運行直接影響著煤礦企業生產的安全性和經濟性。但是煤礦機械設備在不斷運行過程中可能會因為很多因素的影響而發生故障，因此必須對機械設備故障進行有效診斷，這樣才能夠保障煤礦生產能夠順利、穩定的進行。基于此，本文對故障診斷技術在煤礦機械設備中的應用展開了分析。

關鍵詞：故障診斷 ?煤礦生產 ?機械設備 ?應用

中圖分類號：TD407 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0111-02

煤礦企業若想更穩定、安全、經濟、高效地進行煤炭生產，首先必須要保證機械設備能夠穩定運行。但由于受井下環境條件的制約，設備在使用中難免會發生故障，此時就需要煤礦企業使用有效的故障檢測技術，故障診斷技術主要可以對故障進行尋找和定位，然后根據診斷結果對故障進行預防性維修，以避免小故障釀成大事故。

1 ?故障診斷技術的定義及優勢

故障診斷技術是指在一定的工作環境下，根據設備運行過程中產生的各種信息判別機械設備是正常運行還是發生了異常現象，判定產生故障的原因和部位，以及預測、預報設備狀態的技術，故障診斷的實質就是對設備狀態的判別，其優勢是在設備運行過程中，在基本不需要拆卸的情況下就可以完成。

通過狀態監測和故障診斷，就能有針對性地對設備進行預防性的維修，從而提高設備運轉的可靠性，降低事故發生的概率，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展方向。

2 ?故障診斷技術在煤礦應用的重要性

應用故障診斷技術對機械設備進行監測和診斷，可以提前檢查出事故隱患，從而對設備和工藝進行改造，以消除事故隱患，從而避免人員傷亡、設備損毀和巨大的經濟損失。由于故障診斷技術能提前診斷和預報設備的故障，因此，在設備正常運轉沒有故障時，可以不停車，在發現故障前兆時能及時停車，按照診斷出故障的性質和部位，可以有目的地進行檢修，這就是現代預知維修的應用，把定期維修改變為預知維修，目的性和針對性更強，不但節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，而大大增加了設備的正常運轉時間，從而大幅度地提高生產率，產生巨大的經濟效益，因此，強化應用故障診斷技術可以提高煤礦機械設備的有效運轉時間，減低事故概率，對煤礦而言，是其生產過程中不可缺少的關鍵環節，因此，故障診斷技術在煤礦的應用意義非常重大。

3 ?設備故障的檢測方法

3.1 振動監測診斷法

煤礦機械設備在運行過程中會發生振動，因此可在設備運行過程中對振動參數進行采集，運用信號處理技術，判別其是否處在正常的運行狀態下，如果不是就要對當前的振動狀態進行分析，然后查找導致異常振動原因，最后根據結果制定解決對策。

3.2 溫度檢測法

煤礦機械設備在運行過程中產生熱量是正常現象，但如果熱量過高則很容易損壞設備，而且還會引發極其嚴重的安全事故。因此，在機械設備運行的過程中要做好溫度監測，如果溫度過高就證明設備出現了不正常的摩擦。通常摩擦位置都會出現在軸承、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，如果溫度過高會及時報警。當控制臺接收到異常溫度報警時就立即停止設備運行，然后依據傳感器數據確定高溫位置，采取措施，直到排除導致高溫的故障隱患后才可重新地進行生產。

3.3 紅外熱成像

紅外熱成像指的是利用這項技術監測煤礦機械設備在運行過程中因為升溫所發出的紅外線輻射，然后利用紅外成像技術診斷設備內部的溫度狀態。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變為視頻信號，然后在儀器的顯示器上呈現出圖像。相較于溫度傳感器，紅外熱成像可以準確地發現煤礦機械設備具體的故障位置，甚至可以將故障位置精確到點，極大提升了煤礦機械設備故障診斷的精準度。

3.4 超聲波無損檢測法

在煤礦機械設備的故障檢測技術中，超聲波無損檢測是非常先進的一種檢測技術，這項技術最大的特點是能在不損壞試件材質、結構的前提下進行檢測，不僅方便快捷，而且檢測時間短，基本不會影響生產，并且可以非常精確的發現機械設備極其細微的故障[2]。利用超聲波無損檢測技術可以準確發現煤礦機械設備材料內部的缺陷，而且可以結合熱反應、電反應等對缺陷的位置及原因進行分析，進而提早發現故障隱患，采取預防性補救措施，對機械事故起到積極的預防作用。

3.5 鐵譜分析

煤礦機械設備在運行過程中無可避免地會發生摩擦，但如果摩擦過于嚴重，就會縮短設備的使用壽命。如果設備因為故障而出現了不正常的摩擦，那么因摩擦而產生的細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，通過檢測磨屑數量，以及性狀分析，可以確定機械的故障，同時結合超聲波無損檢測、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確率。

4 ?故障診斷技術在煤礦機械設備中的應用

4.1 初步診斷故障現場

當煤礦機械設備發生故障以后，可以使用故障診斷技術對現場進行初步診斷，首先可以通過聽或者是觀察的方式初步判斷故障區域，然后檢查可能會出現故障的零部件，在初步判斷結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合使用計算機，以此來提升故障診斷的精準度。

4.2 故障診斷技術在高壓異步電機中的應用

目前，國內大部分煤礦生產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老化的現象，致使電機絕緣值降低，容易造成高壓短路事故，因此在煤礦生產過程中必須加強對高壓異步電機溫度、絕緣性能等參數的監測[3]。在高壓電機發生故障前，常伴有局部異常放電現象，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測電機的使用壽命，從而確定當前電機是否處于最好的工作狀態，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 故障診斷技術在煤礦提升機中的應用

利用超聲波無損檢測技術可以對礦井大型設備進行斷面超聲檢測，能找出損傷的部位和性質，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、傳送軸等重要關鍵部位進行檢測，而且無需進行拆卸，在基本不影響生產的情況下，就能有效避免煤礦重大運輸事故的發生。還可以通過油質抽樣檢測法來檢查提升機減速器的運行狀態，來指導設備的維修和保養工作。

4.4 故障診斷技術在膠帶運輸機中的應用

膠帶運輸機是煤礦生產過程中關鍵的常見運輸設備，尤其處在主要運輸巷道內的運輸機，運輸量大，設備的故障率高。膠帶運輸機最容易引發重大事故的是部位是膠帶機的驅動滾筒部位，由于井下環境條件惡劣，造成膠帶容易發生打滑、堆煤的現象，如不及時處理，將會使滾筒的溫度迅速升高，當升到到一定溫度就會引燃膠帶及周圍的煤粉，引發礦井災難。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，監測滾筒表面溫度。它具有響應速度快，測量精度高，安裝簡便等優點。將檢測到的紅外溫度與設定值進行比較，當溫度大于設定值時，發出警報，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 ?結語

煤礦機械設備和煤炭生產的安全性、穩定性、效率等都有著非常密切的關系，為了使煤礦機械設備能夠更加安全穩定的運行，需要加強對故障診斷技術的應用。進而保障煤炭生產的正常進行，提升故障診斷技術在煤礦生產過程中的應用效果。

參考文獻

[1] 張翔.在煤礦機械設備中故障診斷技術的應用初探[J].科學技術創新，2019，20（31）：155-156.

[2] 周芳.故障診斷技術在煤礦機械設備中的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（8）：232-233.

[3] 張力.故障診斷技術在煤礦機電設備中的應用分析[J].當代化工研究，2019，16（3）：103-104.