煤礦主通風機振動故障預警裝置的研制與應用

王向偉

（沁和能源集團有限公司永安煤礦，山西 晉城 048205）

1 項目概況

沁和能源集團有限公司永安煤礦采用多臺9-26 №14D 型離心式主通風機通風，從當前的使用情況來看，該主通風機在安裝及工作的過程中，易出現葉片被腐蝕或磨損嚴重的情況，造成葉輪變形引起葉輪失去平衡，造成設備故障。當前永安煤礦對9-26 №14D 型離心式主通風機采用定期檢測方法，該方法無法做到對主通風機的振動故障的實時監測。基于9-26 №14D 型離心式主通風機運行特點，針對性研制了一種用于主通風機振動故障的預警裝置，對主通風機進行實時運行狀態監測，及時發現振動問題并及時預警，保障煤礦主通風機的正常工作。

2 振動故障預警裝置的研制

2.1 結構設計

針對永安煤礦9-26 №14D 型離心式主通風機研制了一種新型的煤礦用主通風機振動故障預警裝置，該裝置整體結構示意如圖1 所示。裝置主要包括支撐座、底座、滑座、T 型槽、T 型滑塊、滑槽、緩沖間、連接塊、彈簧、伸縮桿、定觸頭、動觸頭、頂間等結構和部件。

圖1 主通風機故障預警裝置整體結構示意圖

裝置新型滑座剖視圖如圖2 所示。從圖1 和圖2 可知，裝置中的兩個支撐座分別安裝在主通風機的左右側，警報器安裝在支撐座上部位置的滑座上。用隔板將滑座分隔成緩沖間和頂間兩部分，頂間處于斜上方位置，緩沖間處于斜下方位置。滑座下方位置設置安裝有緩沖板，緩沖板一側中心處安裝有連接塊，連接塊滑動安裝在緩沖間內部，連接塊一側中心處安裝有伸縮桿，伸縮桿外側且位于緩沖間和連接塊之間內套裝有彈簧。在伸縮桿的一端頂間內安裝有動觸頭，頂間頂壁安裝有定觸頭，可以配套進行接觸動作。

圖2 裝置新型滑座剖視圖

裝置新型支撐座剖視圖如圖3 所示。從圖1 和圖3 可知，支撐座底部有底座，底座頂側開設有安裝孔，通過第一螺栓穿過安裝孔與安裝地面連接，對裝置進行安裝固定。支撐座另一側對稱開設有滑槽，T 型滑塊一側對稱開設有螺紋孔，螺栓穿過滑槽和螺紋孔螺紋連接，起到固定T 型滑塊的作用。

圖3 裝置新型支撐座剖視圖

滑座左側為弧形面設計，并設置有導槽結構，在弧形板頂側四周位置安裝有導桿，導桿和導槽可以實現滑動。該設計可以有效保證裝置中緩沖板移動的穩定性和安全性。

2.2 工作原理

通過支撐座的底座設計來實現調整兩側支撐座間距的目的，然后滑座通過T型滑塊在T型槽內滑動，進而實現調節同側滑座間距的目的，采用螺栓進行支撐座的固定。當主通風機因各種綜合因素導致設備出現振動故障且振動幅度大達到相應的設定值時，設備就會直接作用在預警裝置的緩沖板上，緩沖板連接塊上伸縮桿在緩沖間壓縮彈簧的同時，其頂端觸動報警裝置，進行主通風機振動故障的預警。

2.3 技術特點

（1）結構合理，安裝適應性強。盡管該振動故障預警裝置根據9-26 №14D 型離心式主通風機的規格進行安裝設計，可以完美匹配，但是設計時采用了獨特的安裝模塊，可以應用于大部分其他規格主通風機的安裝。裝置整體結構恰當，安裝作業適應性強，具有非常好的市場應用推廣價值。

（2）預警結構簡單，生產成本低。從該振動故障預警裝置的工作原理可知，裝置的整體結構簡單、材料少，設備生產成本低，具有較好的經濟性，適合在煤礦進行大面積推廣應用。

3 實踐應用及效果分析

3.1 實踐應用分析

該新型煤礦主通風機振動故障預警裝置完成研制后，在永安煤礦路村風井1#9-26 №14D 型離心式主通風機進行了工業性試驗。結合現場實際情況，在主通風機葉片附近布置3 臺強振動故障預警裝置，同時完成故障預警裝置在9-26 №14D 型離心式主通風機上的安裝，用于對主通風機的運行情況進行監控。

3.2 效果分析

振動故障預警裝置從2019 年10 月運行至今，整體運行穩定，已多次準確預警出主通風機設備的振動故障，暫無一起因振動因素導致的主通風機故障案例發現。振動故障預警裝置發現主通風機振動故障并及時進行維修處理，有效提高了主通風機的工作效率及使用壽命。

2020 年7 月5 日，裝置警報器發出警報聲，判定為主通風機振動故障。工作人員發現后，對設備進行查看，發現主通風機電動機工作時噪音巨大，裝置數據表明設備軸承振幅增加，軸承溫度升高。輔助其他監測技術發現，該主通風機設備聯軸器出現裂紋，導致振動故障的發生，主通風機負荷增加，振動幅值也隨之增大。維修人員從主通風機安全運行的角度出發，選擇更換聯軸器來徹底解決振動故障。另外設備聯軸器外齒套出現裂紋，裂紋角度約45°，裂紋長度較大，采取更換聯軸器的措施，順利解決主通風機振動故障問題。

4 總結

一種新型的煤礦主通風機振動故障預警裝置，當主通風機設備振動幅度達一定程度時作用在預警裝置的緩沖板上，與之連接的彈簧就會觸動報警器進行振動故障報警，實現預警功能。該裝置能實現對主通風機的振動故障的準確預警，工作人員對故障及時進行檢修保養，可保障主通風的安全運行。