摘 要:本文首先介紹了礦山機(jī)電設(shè)備故障采集方法及診斷方法，然后針對(duì)礦山幾種常見(jiàn)的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行故障診斷分析。

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，能源消耗越來(lái)越多，煤礦企業(yè)效益隨之增加，因此故障診斷技術(shù)在煤礦企業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)。為了使煤礦企業(yè)能夠很好的進(jìn)行生產(chǎn)，要引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)保證煤礦機(jī)電設(shè)備能夠安全可靠運(yùn)行。目前，我國(guó)大型礦用機(jī)電設(shè)備的維修還處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的模式，已經(jīng)不能夠適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求，因此結(jié)合故障診斷技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)測(cè)與檢修，不僅提高礦井的管理技術(shù)水平，還能夠改變現(xiàn)有的維修體制，適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

1礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

1.1 故障診斷技術(shù)概述

(1)故障診斷技術(shù)。礦山的機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)均會(huì)產(chǎn)生物理變化或者化學(xué)性能的轉(zhuǎn)化，這樣勢(shì)必會(huì)造成設(shè)備的外在形態(tài)的改變，如溫度升高、電壓電流以及功率的變化等，檢測(cè)人員可以通過(guò)對(duì)設(shè)備的這些參數(shù)變化的分析來(lái)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況。故障診斷技術(shù)就是依照不同參數(shù)的不同變化規(guī)律，而預(yù)判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障及出現(xiàn)故障的具體位置，以便及時(shí)采取科學(xué)有效的措施，防止出現(xiàn)不必要的損失，提高了設(shè)備運(yùn)行效率和安全性。

(2)故障的信息采集。設(shè)備的故障信息可以通過(guò)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察，通過(guò)看、聽(tīng)、觸摸的方式判斷其是否出現(xiàn)故障;還可以利用傳感器等儀器對(duì)設(shè)備多種狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如振動(dòng)信號(hào)、溫度變化信號(hào)、加速度及位移信號(hào)等，然后分析采集到的信號(hào)，判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。①現(xiàn)場(chǎng)觀察:就是依據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，如可以通過(guò)電機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的響聲，軸承溫度的變化進(jìn)行故障的預(yù)測(cè);或者通過(guò)觀察螺栓、螺帽等是否松動(dòng)，油液是否有泄漏，或者設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作是否失靈等狀況來(lái)判斷機(jī)械零部件是否有損壞。②性能檢測(cè):可以通過(guò)對(duì)機(jī)電設(shè)備的使用投入與產(chǎn)出比進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢測(cè)，如果相同的投入時(shí)產(chǎn)出下降，則說(shuō)明設(shè)備運(yùn)行效率下降，有時(shí)電機(jī)效率、軸承轉(zhuǎn)速也可以通過(guò)運(yùn)用出礦量以及運(yùn)礦量進(jìn)行判別。

1.2 故障診斷技術(shù)分類

機(jī)械設(shè)備故障診斷技術(shù)有很多種，對(duì)于礦山機(jī)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，不僅要振動(dòng)、沖擊礦物粉塵等地下工作環(huán)境以外，還要考慮到設(shè)備工作范圍小以及維修難度大等特點(diǎn)，選擇合適的檢測(cè)儀器。因此，對(duì)于機(jī)電設(shè)備的故障診斷要根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的具體情況確定有針對(duì)性的處理方案，采取切實(shí)有效的技術(shù)措施。常用的診斷方法分為以下幾類。

(1)溫度診斷。礦山機(jī)電設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)，溫度常常變化異常，一些有損傷的零件，其溫度往往是在發(fā)生故障之前就會(huì)有明顯的升高。技術(shù)人員收集到各種不同機(jī)件的溫度然后做成圖表，操作人員根據(jù)溫度圖表的變化判斷出現(xiàn)故障的零件，并及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

(2)振動(dòng)監(jiān)測(cè):振動(dòng)監(jiān)測(cè)可以劃分為簡(jiǎn)易診斷儀和精密診斷系統(tǒng)，主要適用于預(yù)防性監(jiān)測(cè)。簡(jiǎn)易診斷儀通常是采用便于攜帶的振動(dòng)儀，通過(guò)將設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)信號(hào)放大判斷其是否運(yùn)行正常。精密診斷系統(tǒng)，可以定期對(duì)某些設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)將機(jī)電設(shè)備振動(dòng)信號(hào)通過(guò)顯示裝置或者控制器，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后查找故障發(fā)生原因以及故障發(fā)生部位。

(3)鐵譜分析:鐵譜檢測(cè)儀器主要有顆粒定量?jī)x。就是讓帶有磨屑的潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)具有高強(qiáng)度的磁場(chǎng)，然后將磨屑從中吸出，最后支撐譜片，根據(jù)譜片來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

2礦山機(jī)電設(shè)備中故障檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.1 用于礦井提升機(jī)的故障檢測(cè)

礦井提升機(jī)主要負(fù)責(zé)人員以及設(shè)備材料的運(yùn)送，其運(yùn)行狀況不僅能夠影響礦山的生產(chǎn)情況，還與工作人員的人身安全密切相關(guān)。雙筒礦井提升機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)松繩狀況，根據(jù)這種情況可以自制松繩監(jiān)測(cè)裝置避免故障的發(fā)生。就是在雙筒提升機(jī)天輪一側(cè)安裝小磁鋼，然后將霍爾傳感器測(cè)量天輪轉(zhuǎn)速，正常情況時(shí)，傳感器測(cè)量的脈沖數(shù)量相同，當(dāng)松繩時(shí)，檢測(cè)裝置可以檢測(cè)出相應(yīng)的行程差距，當(dāng)檢測(cè)到的差距到達(dá)一定程度時(shí)檢測(cè)裝置會(huì)發(fā)生報(bào)警信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到的差距超過(guò)保護(hù)值時(shí)，提升機(jī)自動(dòng)剎車。

2.2 用于采煤機(jī)的故障檢測(cè)

近年來(lái)，為了提高采煤機(jī)檢測(cè)水平，我國(guó)將“電牽引采煤機(jī)工況檢測(cè)及故障診斷系統(tǒng)”納入到了科技攻關(guān)計(jì)劃。包括:(1)變頻器通信單元，有獨(dú)立的顯示屏可以顯示采煤機(jī)速度、變頻器電壓以及電流等工況參數(shù)，該單元可以將檢測(cè)信號(hào)傳輸?shù)綑z測(cè)中心，然后進(jìn)行處理，以圖文形式顯示處理。(2)工況檢測(cè)及故障診斷單元，將其嵌入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，然后與控制中心相連，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到有故障信息時(shí)電腦屏幕顯示故障情況，然后向控制中心發(fā)出信號(hào)，最后控制中心進(jìn)行相應(yīng)的操作。(3)檢測(cè)顯示單元，包括顯示屏和電路，不僅可以顯示采煤機(jī)工況參數(shù)和狀態(tài)，還可以顯示采煤機(jī)故障診斷情況。

2.3 用于通風(fēng)機(jī)的故障檢測(cè)

我國(guó)關(guān)于通風(fēng)機(jī)的故障檢測(cè)裝置很少，比較典型的檢測(cè)裝置是煤炭科學(xué)總院的重慶分院的FJZ型礦井主風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)和故障診斷儀以及由江西煤炭工業(yè)制造研究所研制的KF—CA型號(hào)的通風(fēng)機(jī)集中檢測(cè)儀。故障檢測(cè)的主要過(guò)程是:首先發(fā)出指令，然后診斷儀進(jìn)行診斷，第三步處理器進(jìn)行分析檢測(cè)，第四步定時(shí)器進(jìn)行時(shí)限規(guī)定，最后將診斷結(jié)果高速輸入、輸出。以此完成通風(fēng)機(jī)的故障檢測(cè)。

2.4 用于電動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)以及人工智能技術(shù)的應(yīng)用，礦井高壓異步電動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)也隨之得到進(jìn)一步的發(fā)展。其診斷方法有:(1)局部放電檢測(cè)。高壓異步電動(dòng)機(jī)的定子出現(xiàn)故障時(shí)，常常會(huì)伴隨放電現(xiàn)象，因此可以利用檢測(cè)定子電流中的電流互感器以及高頻檢測(cè)儀檢測(cè)放電強(qiáng)度診斷出定子故障。(2)電流高次諧波檢測(cè)。定子繞組故障會(huì)造成定子電流高次諧波不斷增加，從而造成定子繞組匝之間短路，因此可以通過(guò)檢測(cè)定子電流高次諧波的變化情況進(jìn)行故障診斷。(3)磁通檢測(cè)。通常情況下，電機(jī)發(fā)生故障會(huì)造成內(nèi)部磁通的徑向與橫向分量發(fā)生變化，可以通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)方向磁通量的變化情況進(jìn)行定子的故障診斷。

3結(jié)語(yǔ)

煤礦機(jī)電設(shè)備的故障診斷對(duì)設(shè)備的維護(hù)與檢修具有非常重要的意義，維修人員可以在短期內(nèi)找到故障源頭，并及時(shí)作出故障排除，防止事故的發(fā)生。不僅能夠延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命、減少設(shè)備運(yùn)行與維修成本還能夠大大提高設(shè)備的使用效率，提高煤礦企業(yè)整體效益。

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