翟文修

（淄博愛科工礦機(jī)械有限公司，山東 淄博）

引言

如果機(jī)電設(shè)備安裝不穩(wěn)定、電機(jī)設(shè)備故障等問題得不到及時(shí)解決，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備頻繁故障，甚至出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)維修的情況，從而影響煤礦生產(chǎn)效率。因此，如何提高煤礦機(jī)電工程安裝施工技術(shù)水平，解決相關(guān)問題，已成為當(dāng)前煤礦行業(yè)中急需研究和解決的問題。本文旨在探討煤礦機(jī)電工程安裝施工技術(shù)存在的問題，并提出相關(guān)的改進(jìn)措施，為煤炭行業(yè)的發(fā)展提供支持和參考。

1 煤礦機(jī)電工程安裝施工技術(shù)存在的問題

1.1 機(jī)械和電氣裝置的裝配精準(zhǔn)度過低

采煤機(jī)（如圖1 所示）是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)，它集機(jī)械、電氣和液壓技術(shù)于一身。由于其工作環(huán)境極為惡劣，若出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)采煤過程中斷。因此，對(duì)于采煤機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)和故障排除，必須極其重視，以確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)和穩(wěn)定性。在礦井中，采煤機(jī)的主要作用是由其機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)的失效將會(huì)給工作面的正常生產(chǎn)帶來很大的影響[1]。

圖1 采煤機(jī)滾筒安裝結(jié)構(gòu)

1.2 機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中容易出現(xiàn)噪聲、振動(dòng)

部分機(jī)電設(shè)備、泵組設(shè)備在正常運(yùn)行的過程中，可能會(huì)發(fā)生一定的振動(dòng)，這些振動(dòng)往往會(huì)被放大缺陷，產(chǎn)生不良的影響。造成技術(shù)漏洞的原因主要如下：

（1）安裝和施工不合理，從而導(dǎo)致系統(tǒng)振動(dòng)過大，影響系統(tǒng)正常工作；

（2）生產(chǎn)環(huán)境管理不當(dāng)，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命；

（3）安裝、調(diào)試、使用不規(guī)范，從而降低產(chǎn)品的使用壽命。

當(dāng)檢修人員發(fā)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備中存在的問題和隱患之后，就會(huì)立刻制定出一套設(shè)備的檢修計(jì)劃和方案，對(duì)其進(jìn)行整改和維護(hù)，保證設(shè)備的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行狀況[2]。

在機(jī)械、電氣、電器等自動(dòng)化設(shè)備安裝就位過程中，產(chǎn)生噪聲的機(jī)電設(shè)備主要包括冷卻塔、送風(fēng)機(jī)與制冷風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組、變壓器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置、給排水以及供暖的各類機(jī)械設(shè)備。

1.3 過電流問題

若在安裝時(shí)未將精度控制納入合理規(guī)劃范圍，那么在工作的過程中，就會(huì)出現(xiàn)很大的摩擦力，導(dǎo)致機(jī)器帶來的壓力超過了額定功率引起的壓力，從而容易引起電機(jī)的故障[3]。所有比機(jī)電設(shè)備的導(dǎo)線額定電流更大的回路都會(huì)被視為機(jī)電設(shè)備的過電流。

2 機(jī)電工程安裝施工技術(shù)問題的應(yīng)對(duì)措施

2.1 加強(qiáng)設(shè)備驗(yàn)收及管理

一般情況下，機(jī)電設(shè)備零件在出廠前，都會(huì)出現(xiàn)單獨(dú)的零件丟失的情況，所以，首先要對(duì)設(shè)備的完成性進(jìn)行嚴(yán)密的檢查，以決定是否要購(gòu)買新的設(shè)備。

需要注意的是，在檢查時(shí)，應(yīng)由建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位和設(shè)備運(yùn)輸方參加，經(jīng)各方核實(shí)后方可簽字確認(rèn)[4]。各機(jī)械設(shè)備人員在進(jìn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)對(duì)礦井的機(jī)電設(shè)備做好信息記錄，并建立了完善的設(shè)備管理檔案，嚴(yán)格遵守了“一機(jī)一閘一箱一漏”（如圖2 所示）的管理規(guī)定。

圖2 “一機(jī)一閘一箱一漏”

具體來說，“一機(jī)”指的是綜采機(jī)，能夠?qū)⒚旱V從煤層中割出并輸送到地面?！耙婚l”指的是防突閘，用于防止煤層沖擊事故的發(fā)生。防突閘一般設(shè)置在工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷交叉口處，以隔離可能發(fā)生的沖擊區(qū)域?！耙幌洹敝傅氖峭咚钩榉畔?，是用于煤礦瓦斯抽放的設(shè)備，能夠?qū)⒕路e聚的瓦斯抽出并排放到地面上，以確保瓦斯?jié)舛炔怀^安全標(biāo)準(zhǔn)?！耙宦敝傅氖撬谋O(jiān)測(cè)漏水儀器，用于監(jiān)測(cè)井下水位和水壓情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)井下滲水和漏水的情況。

與此同時(shí)，所有需要完成測(cè)試的工作，必須以不同的精度要求為基礎(chǔ)，以決定測(cè)試單元(外委或礦檢)，設(shè)置好測(cè)試周期，并及時(shí)進(jìn)行測(cè)試，保證儀器檢測(cè)的可靠。針對(duì)設(shè)備各個(gè)項(xiàng)目的參數(shù)型號(hào)及功率需依照合格指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，采用兆歐表進(jìn)行測(cè)量。

2.2 機(jī)電設(shè)備振動(dòng)抑制與降噪處理

機(jī)電裝備的噪聲主要來源于轉(zhuǎn)子本身的自振及外殼的共振，所以，在機(jī)電裝備施工階段，若能將機(jī)電裝備的振動(dòng)問題處理好，則噪聲問題將得到有效地解決[5]。要對(duì)機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)問題展開分析，就必須要對(duì)其安裝環(huán)境展開全面的分析，以實(shí)際的安裝環(huán)境為依據(jù)，對(duì)壓力表進(jìn)行合理的安裝，保證其在一個(gè)穩(wěn)定、安全的環(huán)境中運(yùn)行。

壓力公式是指表示壓力的數(shù)學(xué)公式，通常用于計(jì)算和描述物體受到的壓力大小。根據(jù)不同的物理量和單位，壓力公式也有所不同。

以力和面積作為基本物理量的情況下，壓力公式為：

式中，P 表示壓力，單位：Pa；F 表示受力，單位：N；A 表示受力面積，單位：m2。

以液體靜壓力為例，壓力公式為：

式中，P 表示液體靜壓力，單位：Pa；ρ 表示液體密度，單位：kg/m3；g 表示重力加速度，單位:m/s；h 表示液體高度，單位:m。

設(shè)備的振動(dòng)影響主要由振動(dòng)振幅和振動(dòng)頻率2個(gè)因素組成，所以，如果在安裝技術(shù)上能同時(shí)解決其中一個(gè)問題，就能直接減少振動(dòng)噪聲對(duì)機(jī)電設(shè)備的破壞。在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，以盡量接近真實(shí)電氣設(shè)備的真實(shí)工作狀態(tài)為目標(biāo)，綜合考慮噪聲的影響，開展振動(dòng)噪聲分析。機(jī)電設(shè)備振動(dòng)抑制與降噪分析如表1所示。

表1 機(jī)電設(shè)備振動(dòng)抑制與降噪分析

根據(jù)表1 可以得出，機(jī)電裝備的振動(dòng)振幅、振動(dòng)頻率和噪聲級(jí)別都會(huì)隨著工作狀態(tài)的變化而變化。隨著負(fù)載的增加、溫度的升高和轉(zhuǎn)速的變化，機(jī)電裝備的振動(dòng)振幅、振動(dòng)頻率和噪聲級(jí)別都會(huì)逐漸增加。在正常運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)電裝備的振動(dòng)振幅為0.2 mm，振動(dòng)頻率為50 Hz，噪聲級(jí)別為70 dB。在轉(zhuǎn)速變化狀態(tài)下，機(jī)電裝備的振動(dòng)振幅最大，為0.5 mm；振動(dòng)頻率和噪聲級(jí)別也相應(yīng)增加，分別為80 Hz 和85 dB。

在時(shí)域方面，常用的分析方法有時(shí)域分析、峰值分析和有效值分析，然而，傳統(tǒng)的傅里葉變換方法只適合對(duì)周期性或穩(wěn)態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析，因此，迫切需要高精度、高靈敏度、大范圍的振動(dòng)檢測(cè)與信號(hào)分析技術(shù)。

現(xiàn)階段，機(jī)電設(shè)備的振動(dòng)頻率分為兩種：一是自有頻率，用Wn 表示；二是機(jī)電設(shè)備的激勵(lì)頻率，用Wv 表示。作為結(jié)構(gòu)剛度-質(zhì)量函數(shù)的自振頻率，是反映結(jié)構(gòu)振動(dòng)模式的重要參數(shù)，受損傷后，其自振頻率將隨之下降。振動(dòng)頻率的計(jì)算公式如下：

式中，k 表示機(jī)械裝置的材料穩(wěn)定度；m 表示機(jī)械裝置的自重載荷。

假設(shè)一個(gè)機(jī)電設(shè)備的固有頻率為50 Hz，根據(jù)激勵(lì)頻率的不同等級(jí)，給予不同的激勵(lì)系數(shù)，可得出機(jī)電設(shè)備激勵(lì)頻率及其相關(guān)系數(shù)，如表2 所示。

表2 機(jī)電設(shè)備激勵(lì)頻率及其相關(guān)系數(shù)

通過表2 可得出，在機(jī)電設(shè)備處于共振時(shí)，振幅達(dá)到最大。整體而言，當(dāng)振動(dòng)頻率越高時(shí)，向支撐與基座的傳力越小，隔振效果越好。

2.3 過電流保護(hù)措施的設(shè)立

在設(shè)備出現(xiàn)相間短路或過載的情況下，面對(duì)嚴(yán)重的電網(wǎng)，難以確保電網(wǎng)的同步性和完整性，需要有計(jì)劃地對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行解列、切負(fù)荷、分閘等措施，使電網(wǎng)從大面積停電中得到最大程度的恢復(fù)，使電網(wǎng)的電壓、頻率保持在正常的范圍之內(nèi)。

本文提出一種可以提高失布解列效果的區(qū)域電網(wǎng)解列控制方法，通過各個(gè)站點(diǎn)的電力接收，按發(fā)電機(jī)斷電數(shù)量斷電策略表所記載的發(fā)電機(jī)，對(duì)切負(fù)載策略表中所記錄的負(fù)載節(jié)點(diǎn)進(jìn)行切割。并將其與發(fā)電機(jī)的參數(shù)進(jìn)行等值轉(zhuǎn)換，依次存放，加快解列動(dòng)作，讓各個(gè)廠站的裝置之間能夠形成良好的信息交換。區(qū)域電網(wǎng)的解列控制方法如圖3 所示。

圖3 區(qū)域電網(wǎng)的解列控制方法

經(jīng)過調(diào)節(jié)后的電流保護(hù)器，可以通過線路選擇投切，按照預(yù)設(shè)的延時(shí)保護(hù)動(dòng)作，連接對(duì)應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將斷路脫扣線圈接入機(jī)電設(shè)備的電路，通過脫扣動(dòng)作，操作接地線、故障斷路部位隔離切除，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備從一種狀態(tài)到另一種狀態(tài)的運(yùn)行，將電流保護(hù)動(dòng)作的電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號(hào)和聲音信號(hào)，從而達(dá)到對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警的目的。

需要注意的是，礦井工程建設(shè)要結(jié)合實(shí)際，不斷優(yōu)化管理制度，礦井電氣試驗(yàn)要按《煤礦安全規(guī)程》和《電力電氣試驗(yàn)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，對(duì)試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分類，并制定相應(yīng)的試驗(yàn)計(jì)劃所涉及的電壓級(jí)別和測(cè)試項(xiàng)目范圍，針對(duì)不同的廠家，不同的制造工藝，不同的規(guī)格，不同的重量。通過各類電器測(cè)試，準(zhǔn)確地了解電器的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障并采取相應(yīng)的防范措施，確保機(jī)電設(shè)備的安全、可靠的運(yùn)行。

結(jié)束語

綜上所述，礦井機(jī)電工程安裝施工質(zhì)量的優(yōu)劣，對(duì)礦井生產(chǎn)的安全性、工作效率有直接的影響，是保證礦井安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。所以，在安裝過程中，一定要嚴(yán)格遵守相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，以免由于施工過程中的不合理操作而引起的機(jī)械、電氣等方面的問題。在工程建設(shè)中，監(jiān)理單位要加強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)各方面的管理、控制和監(jiān)督，使工程建設(shè)各方面的行為得到有效的規(guī)范。因此，在工程建設(shè)中，必須加強(qiáng)對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量監(jiān)管，確保工程建設(shè)的順利進(jìn)行。同時(shí)，在施工時(shí)，要做好各種準(zhǔn)備工作，做好打樁機(jī)的使用，并要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)化管理，才能保證工程的順利進(jìn)行。