牛利君

（陽煤集團(tuán)平定東升興峪煤業(yè)有限公司，山西陽泉 045000）

0 前言

礦用通風(fēng)機(jī)是煤礦安全生產(chǎn)必不可少的動(dòng)力設(shè)備之一，承擔(dān)煤礦井巷輸送新鮮空氣、排除有害氣體、粉塵的任務(wù)，保證井巷通風(fēng)良好符合礦井安全生產(chǎn)要求。礦用通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)劣關(guān)系到井下作業(yè)人員的生命安全及工作效率等。為此，對(duì)通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)和故障診斷，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、及時(shí)處理隱患，減少不安全事故的發(fā)生。

1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)分析

對(duì)通風(fēng)機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，為故障診斷提供依據(jù)[1]。對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)診斷，此過程分為4個(gè)步驟。如圖1所示。

圖1 設(shè)備監(jiān)測(cè)步驟圖

采集信號(hào)：通過傳感器、電子傳輸完成。信號(hào)采集種類較多，可分為振動(dòng)、溫度、壓力、流量、電流等。可針對(duì)性地監(jiān)測(cè)一種或多種參數(shù)。

信號(hào)轉(zhuǎn)換：能用數(shù)學(xué)方法，如函數(shù)、Z轉(zhuǎn)換、功率譜等信號(hào)處理；也可用空間法、向量等特征提取分析。當(dāng)前，信號(hào)處理技術(shù)中信息的集成和融合有了飛速的進(jìn)步，已開始向計(jì)算機(jī)圖形自動(dòng)識(shí)別的方向邁進(jìn)。對(duì)通風(fēng)機(jī)而言，信號(hào)的平穩(wěn)性、突發(fā)性曲線可以反饋出風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況和故障的信息。在風(fēng)機(jī)故障診斷過程中，可看出風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)信號(hào)多為非平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)受噪音影響，使得故障特征有增強(qiáng)或減弱。傳統(tǒng)的FFT變換的濾波方法不易準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信噪分離，這為風(fēng)機(jī)故障診斷帶來一定的難度。現(xiàn)在較先進(jìn)的信號(hào)預(yù)處理方法是小波轉(zhuǎn)換技術(shù)，該技術(shù)能夠?qū)Σ杉墓收闲盘?hào)進(jìn)行提取和去噪聲，對(duì)突發(fā)性故障有非常好的定量價(jià)值。

狀態(tài)識(shí)別與故障確定：該步驟是故障診斷的關(guān)鍵性工作，需要經(jīng)過數(shù)學(xué)分析、系統(tǒng)識(shí)別、模式識(shí)別等過程[2]。

分析決策和發(fā)展預(yù)測(cè)：設(shè)備進(jìn)行診斷的目的是使系統(tǒng)始終處于正常狀態(tài)，預(yù)防設(shè)備不良變化。如果系統(tǒng)偏離正常狀態(tài)，必須立即進(jìn)行故障分析，可稱之為故障診斷。如果對(duì)設(shè)備可能發(fā)生的故障進(jìn)行事先劃分，可稱之為模式分類。

2 通風(fēng)機(jī)故障診斷分析

故障診斷技術(shù)可根據(jù)診斷的目標(biāo)對(duì)象，從而對(duì)人員、時(shí)間、地點(diǎn)等提出具體要求，采用不同的措施，診斷流程如圖2所示。此外，故障診斷依照精細(xì)程度分為簡易診斷、精密診斷[3]。靈活應(yīng)用簡易診斷和精密診斷，對(duì)設(shè)備的故障做出準(zhǔn)確地判讀，從而為決策提供可靠依據(jù)。

圖2 診斷流程圖

通風(fēng)機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，通用的旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷技術(shù)同樣適用于通風(fēng)機(jī)。通風(fēng)機(jī)的故障主要有喘振、軸承損壞、溫度過高、缺油、葉片故障、欠壓、過流等。這些故障有各自的表現(xiàn)特征，故障嚴(yán)重會(huì)危及風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行，不同型號(hào)的通風(fēng)機(jī)其故障診斷的方式不盡相同。基本原則：對(duì)于普通作用的通風(fēng)機(jī)可通過點(diǎn)巡檢、用便攜式測(cè)振儀、測(cè)溫儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，判定設(shè)備的完好性。對(duì)于關(guān)鍵作用的通風(fēng)機(jī)可適當(dāng)采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，以確保設(shè)備隱患、故障能夠及時(shí)消除。

隨著煤礦企業(yè)的發(fā)展，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)得到一定的推廣應(yīng)用。比如：FJZ型礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)和故障診斷儀，該技術(shù)可以對(duì)風(fēng)機(jī)的振動(dòng)等級(jí)、軸心軌跡、電流、電壓等多種參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)常見故障具有自診斷功能，通過聯(lián)網(wǎng)還可以將通風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況反饋到地面控制中心[4]。診斷系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的不良運(yùn)行狀態(tài)，有效提高了煤礦自動(dòng)化水平。但是有的診斷對(duì)象效果不好，比如：油液分析實(shí)時(shí)處理存在一定的難度，可采用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)輔助、技術(shù)人員及時(shí)參與來完成。油液分析主要涉及的就是磨損故障。

3 總結(jié)

實(shí)踐表明，風(fēng)機(jī)故障是最常見的故障之一。振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)是通風(fēng)機(jī)故障診斷監(jiān)測(cè)的主要手段之一。現(xiàn)在，煤礦通風(fēng)機(jī)的診斷手段比較多，常用的有振動(dòng)監(jiān)測(cè)、聲監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、油樣監(jiān)測(cè)、腐蝕監(jiān)測(cè)等。但是被廣泛認(rèn)可的還是振動(dòng)監(jiān)測(cè)，普遍認(rèn)為振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法簡便可行性高，監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠[5]。

礦用通風(fēng)機(jī)是煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵性設(shè)備，其工作狀態(tài)對(duì)企業(yè)安全生產(chǎn)有著重大作用，充分運(yùn)用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠及時(shí)排除通風(fēng)機(jī)的隱患，保證安全生產(chǎn)。

［1］涂福泉，歐陽惠，張凱.風(fēng)機(jī)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的研究［J］.武 鋼 技 術(shù) ， 2005（04）：40-44.

［2］楊進(jìn)峰.礦井通風(fēng)機(jī)振動(dòng)故障診斷分析［J］.機(jī)電信息，2011（21）：103-104.

［3］徐立壯.礦井主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷［J］.煤礦機(jī)械，1998（09）：43.

［4］李曼，司頡，張鋒軍.礦井主通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)［J］.儀表技術(shù)與傳感器，2013（01）：62-63，110.

［5］張正松，傅尚新，馮冠平，等.旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)及故障診斷［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.