?；⒚鳎晻?，陳瑞，馬君

（1.陜北礦業(yè)公司，陜西 榆林 719000；2.陜煤集團神南產業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 神木 719300）

在煤礦開采中需要大量的機械設備，機械設備的穩(wěn)定運行是設備管理的重點。機械故障的發(fā)生、發(fā)展體現(xiàn)出普遍規(guī)律，但又體現(xiàn)出特殊性。作為工程技術的重要組成部分，機械故障診斷技術的應用為保證設備安全可靠運行創(chuàng)造了有利條件。

1 機械故障檢測診斷技術的概念

依據(jù)當前的研究與實踐，機械故障檢測技術可以細分為故障診斷與故障檢測。在當前的煤礦開采技術發(fā)展中，煤礦設備應用到的技術更加強調創(chuàng)新性、整體性、科學性，在設備檢測與故障排除中，將二者進行有效融合，才可以更好地發(fā)揮技術的應用價值。此技術在應用實踐中,對于煤礦設置中隱含的問題實施診判,此技術應用重點是對設備的振動特點進行檢測和判斷得以實現(xiàn)的。此外,在實施故障檢測診斷中,設備的其他參數(shù)，如溫度、應變、壓力、轉速也是重要因素。綜合考量各因素可以對故障問題進行準確判斷。故障檢測診斷包括了四方面的內容：（1）數(shù)據(jù)信號的采集；（2）特征信息的提取；（3）設備故障狀態(tài)的評價；（4）借助人工方式或智能檢測,對于缺陷進行干預。機械故障檢測診斷技術的實質就是對設備故障進行精準定位,在對故障進行分析綜合的基礎上，提出最合理的維修方案。

2 煤礦設備管理中機械故障檢測技術的應用

2.1 觀察法

在煤礦設備管理中，觀察法是對機械故障實施檢測時最常用的方法，此方法的利用是借助技術人員的以往經驗與機械設備曾發(fā)生的典型問題進行綜合判斷。比如，割煤機在長久使用后切割部分的工作效率會下降，原因是由于粉塵過量聚集引發(fā)的；設備傳動的穩(wěn)定性下降，多是由于齒輪或軸承存在故障。觀察法多適合于各類中小型設備，對于大型機械設備，觀察法的應用存在局限性。如果大型設備使用中發(fā)生問題，現(xiàn)場缺乏拆卸檢查的工具時，首先要將電源切斷，結合設備的特點進行檢查，包括易發(fā)生故障的傳動系統(tǒng)與綜采系統(tǒng)等。如果沒有發(fā)現(xiàn)故障，要暫時停止作業(yè)，借助拆卸分析法等多種手段分析故障的實際情況，因此，通常在缺乏拆卸條件下不建議實施非專業(yè)檢修。

2.2 拆卸分析法

在煤礦機械設備發(fā)生異常時，拆卸分析法就算是對關鍵部分進行拆卸、測試等，以分析判斷故障發(fā)生的直接原因，為后續(xù)確定解決措施打下基礎。拆卸要求關閉設備的動力電源，人員穿戴好防護用品進行全面檢查，檢查內容包括各類導線的連接情況、絕緣情況，是否有短路、斷路等問題存在。比如，針對導線的檢查，如果發(fā)現(xiàn)導線外層發(fā)生焦化、軟化，可能存在短路，導致電流過大引發(fā)的。檢查線路連接的可靠性，可輕輕搖晃導線，模擬設備運行中存在的振動，如果線路發(fā)生脫落或連接不牢固，要進行固定，以提升其工作性。如果檢測線路外觀沒有缺陷，連接狀態(tài)良好，可以在關閉電源后逐段摸索，分析判斷線路內芯是否發(fā)生斷裂引發(fā)斷路問題。在煤礦機械故障檢測中，拆卸分析法被廣泛應用，但是，應用需要確保安全才可以實施。

2.3 參數(shù)分析法

參數(shù)分析法的應用是指結合設備當前運行中各類參數(shù)進行綜合判斷。通常來說，許多機械設備的工作參數(shù)處于一個可靠的范圍內，如果發(fā)現(xiàn)設備的某一參數(shù)超過了承受的安全值，可能會快速發(fā)生機械故障。參數(shù)分析法的應用基礎是有大量的運行數(shù)據(jù)，需要借助智能化的檢測手段作為輔助。比如，煤礦生產中常用的綜采設備，可以在設備變壓器中安裝溫度傳感儀。正常情況下，變壓器的溫度是相對穩(wěn)定的，變壓器內芯如果發(fā)生了銹蝕、短路，設備的性能會下降，變壓器的溫度會在短時間內升高，借助溫度傳感器收集溫度數(shù)據(jù)，與正常條件下變壓器的數(shù)據(jù)進行對比，即可判斷故障的發(fā)生情況，及時采取措施處理。參數(shù)分析法的應用可以有效檢測故障的發(fā)生情況，但不能依據(jù)檢測結果診斷故障發(fā)生的原因，只能起到參考作用，具體的判斷還有賴于人的綜合分析。

2.4 模型分析法

模型分析法的應用類似參數(shù)分析法，也是通過故障檢測數(shù)據(jù)，區(qū)別在于，模型分析法的應用更依賴標準數(shù)據(jù)的獲取，即通過分析設備在常規(guī)工作條件下各類情況的發(fā)生，建立工作模型，用于綜合判斷設備的各類參數(shù)，這種方法的應用可以降低設備故障發(fā)生率。在設備的運行中發(fā)生問題時，也根據(jù)標準模型實施快速處理，可以降低故障帶來的影響。比如，針對割煤機割煤構件可以借助轉速，假定機電設備的安全轉速范圍為1500～1800r/s，在設備投入前進行反復測試，最佳工作狀態(tài)下的轉數(shù)參數(shù)為1600r/s，變動幅度為±50，可以將其作為標準參數(shù)，如果設備在運行中效率發(fā)生下降，采集轉速數(shù)據(jù)，如果數(shù)值低于標準值，可以初步判定是由于粉塵淤積引發(fā)的。

3 煤礦設備管理中機械故障診斷技術的應用

對于煤礦設備實施故障診斷時，要結合設備的工作條件與運行特點，如果礦井的環(huán)境特點、地下水的酸堿性、粉塵、振動、沖擊等各類因素，選擇合適的檢測方法，實施有針對性的診斷。診斷方法包括如下內容。

（1）溫度診斷。煤礦機械設備存在多個傳動機構，如果有故障發(fā)生，溫度會有異常升高現(xiàn)象，特別是運行中發(fā)生故障的機電設備，在故障發(fā)生前，設備溫度會持續(xù)升高。因此，機械設備維護人員在日常檢查中要注重觀察溫度值的變化，與正常溫度進行對比，如果發(fā)現(xiàn)機械設備的運行溫度與正常數(shù)值存在較大的差異，就要分析機械設備存在的隱患。

（2）振動監(jiān)測。針對煤礦機械設備的運行，振動監(jiān)測也是常用的診斷方法之一，此方法類似溫度診斷，可以應用于預防性維修。在設備巡檢中，可以借助簡易的診斷儀器進行監(jiān)測。對于復雜設備，可以利用精密的診斷系統(tǒng)實施監(jiān)測。簡易診斷儀器可以使用便攜測振儀，獲取機械設備運行中的振動信號，檢測該設備的運行狀態(tài)；精密診斷系統(tǒng)的應用多由專業(yè)檢驗維護人員定期針對某個設備進行細致監(jiān)測，在具體的實施中，檢驗維護人員將采集的設備振動信號輸入到系統(tǒng)中，通過計算機軟件可以對數(shù)據(jù)進行分析，能分析出該設備的故障發(fā)生位置及原因。

（3）鐵譜檢測。在機械設備的診斷中，應用鐵譜檢測技術的時間較短，但體現(xiàn)出顯著的效果，也是當故障診斷最有效的方法之一。此方法的應用是借助顆粒定量儀。在實際的操作中，檢驗人員將高強度及梯度的磁場放置在混有磨屑的潤滑油區(qū)域內，使用特定設備吸出磨屑，并依據(jù)磨屑顆粒的粒度大小次序生成譜片，將以此為依據(jù)，判斷設備的運行情況。

（4）超聲波無損檢測技術。無損檢測技術作為一種先進技術，可以有效確保被檢測物的安全性，借助磁、熱、電、光等反應確定材料結構存在的缺陷，以表明檢測材料的使用狀態(tài)。超聲波檢測體現(xiàn)出極強的穿透功能與靈敏性，可對機械設備的關鍵零部件進行檢測。此技術的應用還可以評價設備零件的有效使用時限，便于在第一時間更換掉受損零部件，保證了設備的安全可靠運行。

4 故障檢測診斷技術在煤礦機設備管理中的應用舉例

4.1 現(xiàn)場的故障進行初步診斷

在煤礦機械設備的現(xiàn)場維護中，可以借助耳聽、眼觀察等常規(guī)方法對設備的故障進行初步診斷，然后借助相關儀器對設備的零部件進行逐一排查，可以通過溫度、振動的變化幅度來分析設備的運行狀態(tài)，通過定量分析與定性分析相結合的方式分析判斷零部位是否要更換。為了保證故障診斷具有更高的效率，可以借助計算機診斷技術實施精密檢測。

4.2 應用于高壓異步電動機的檢測

在煤礦開采中，由于高壓異步電動機的應用，煤礦開采效果得以大幅提升。但是，煤礦存在惡劣的開采環(huán)境，高壓異步電動機在使用中內部各類零部件易發(fā)生早期磨損，如發(fā)生絕緣體老化及脫落等現(xiàn)象，對于開采的連續(xù)生產帶來不利的影響，也易引發(fā)安全事故，因此，檢測診斷技術應用高壓異步電動機具有重要意義。高壓異步電動機有故障發(fā)生時，接頭會發(fā)生放電現(xiàn)象，通過檢測放電部位可以明確潛在的故障，確定設備的性能，預知剩余使用年限。

4.3 故障檢測診斷技術在礦井提升機中的檢測應用

礦井提升機作為井下重要的運輸設備，其安全運行關系著工作人員的生命安全以及運輸效率。礦井提升機在運行中通常會發(fā)生兩類故障，一類是“硬故障”，是指礦井提升機在運行中相關參數(shù)發(fā)生異常，另一類是“軟故障”。不同于“硬故障”，“軟故障”更是難以被發(fā)現(xiàn)，“軟故障”的發(fā)生是“硬故障”的預警，如果不及時進行處理，會導致“硬故障”的發(fā)生。針對礦井提升機，應用故障檢測技術要結合其故障的發(fā)生特點。如滾筒運行中接觸部位的溫度會發(fā)生變化，借助對溫度的檢測可以分析判斷出故障的發(fā)生位置，有利于提前控制故障的發(fā)生，保證設備的可靠使用。

5 故障診斷技術應用于煤礦機械設備管理的要點

5.1 注重設備的預知性檢查，提升設備運行的可靠性

在煤礦開采中，需要應用不同類型的機械設備，由于設備的種類多以及構造的復雜性、運行環(huán)境的影響，設備易發(fā)生多種故障，因此在設備管理中，要結合設備的運行特點，發(fā)揮檢測診斷技術的應用，以確保設備的安全可靠。煤礦企業(yè)要設立專業(yè)的檢測部門，明確檢測方法與周期，按時對各類設備進行檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)設備運行中的隱患，借助預知性檢修，提升設備運行的可靠性。

5.2 提高設備維修的針對性

為了有效保證設備的維修效果，可以發(fā)揮檢測診斷技術的優(yōu)勢，為了保證煤礦設備管理的效果，首先，需要建立結合煤礦特點的設備管理制度。設備管理制度包括的內容有設備維護保養(yǎng)制度、安全管理制度、應急處置方案、使用制度等。設備檢測診斷的內容要結合設備的維護保養(yǎng)特點、維護周期、保養(yǎng)項目、操作方法、安全事項等相關內容。借助管理制度，設備維修管理工作有了依據(jù)，避免了盲目性。

5.3 分析設備的檢測數(shù)據(jù)，保證設備的運行安全

依據(jù)設備的管理制度，有利于強化設備管理的質量控制。煤礦要針對設備的特點建立設備檢測診斷檔案，有利于強化預防性維護，借助定期檢測校準，定期對設備運行情況進行風險評估。

根據(jù)經驗對設備進行量化評分，結合量化分值確定設備的風險級別，并將結合納入風險管理系統(tǒng)，以此為目標強化重點設備的管理，保證設備維護方案的針對性，設備的風險管理實現(xiàn)定性到定量。某煤礦液壓支架采用磁記憶檢測技術檢查應力集中位置，如表1。

表1 磁記憶檢測結果

6 結語

煤炭機械設備在開采中發(fā)揮著重要的作用。隨著煤礦向大型化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展，對設備管理提出了更高的標準，設備管理更需要先進的方法。實踐表明，檢測診斷技術的應用有利于保證設備的穩(wěn)定運行，降低運行成本，實施了設備管理的持續(xù)改進。煤礦設備管理要結合檢測技術的要點，注重總結經驗，以提升設備管理的效果。