煤礦機械設備故障分析與診斷技術淺析

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摘要：在我國社會生產(chǎn)力不斷提升的背景下，煤炭資源消耗總量在不斷增加，煤礦企業(yè)必須不斷提高生產(chǎn)效率，才能夠滿足市場需求。在煤礦企業(yè)開采作業(yè)過程中，機械設備的作用在不斷提升，但是，因為機械設備所處作業(yè)環(huán)境較為惡劣，且作業(yè)強度較高，會出現(xiàn)一定的故障問題，需要對機械故障進行準確分析，從而對其進行優(yōu)化和處理，保證機械設備故障能夠得到良好解決。因此，本文將對煤礦機械設備故障分析與診斷技術及發(fā)展趨勢進行深入的研究與分析，并提出一些合理的意見和措施，旨在進一步促進我國煤礦企業(yè)機械設備診斷技術水平提升。

關鍵詞：煤礦生產(chǎn)；機械設備；故障分析；診斷技術；發(fā)展趨勢

在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，煤礦現(xiàn)代化、機械化建設水平不斷提高，機械設備能夠代替人力完成大量的生產(chǎn)作業(yè)工作，是提高煤炭企業(yè)生產(chǎn)作業(yè)的關鍵所在，但是，機械設備的作業(yè)強度較高，在生產(chǎn)過程中不可避免地會出現(xiàn)一定的故障問題，如果故障問題沒有及時識別并維修，會影響整體生產(chǎn)效率。為此，煤礦企業(yè)必須做好機械設備故障的分析和診斷工作，并不斷創(chuàng)新診斷及時，提高機械設備故障診斷效率，對于煤礦企業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1煤礦機械設備的基本特點分析

大部分煤礦企業(yè)的生產(chǎn)都需要在井下完成，機械設備是現(xiàn)代煤礦企業(yè)生產(chǎn)中必須可少的工具，煤礦生產(chǎn)所采用的機械設備具有以下幾項基本特征：（1）作業(yè)環(huán)境惡劣。煤礦機械設備的作業(yè)環(huán)境較為惡劣，在作業(yè)過程中會受到強烈的摩擦、振動以及沖擊，整體作業(yè)環(huán)境較為艱苦，且井下存在大量的煤灰、粉塵與氣體，機械設備很容易被腐蝕，從而出現(xiàn)故障問題。（2）連續(xù)作業(yè)時間較長。為了滿足煤礦企業(yè)生產(chǎn)計劃，大部分的煤礦機械設備都需要長時間連續(xù)作業(yè)，在高強度的運行環(huán)境下，機械設備就會出現(xiàn)一定的故障問題。由此可見，煤礦機械設備需要長時間在惡劣的井下環(huán)境中作業(yè)生產(chǎn)，所以較為容易出現(xiàn)故障性問題，因此企業(yè)必須做好機械設備故障診斷與分析技術優(yōu)化，確保所采用的診斷與分析技術能夠高效識別出機械設備存在的故障問題，根據(jù)診斷和分析結構制定相應的維修策略，從而能夠有效提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

2煤礦機械設備故障分析與診斷技術

根據(jù)當前我國煤礦企業(yè)的生產(chǎn)實踐來看，所采用的機械設備分析診斷技術具有多種類型，按照機械設備的實際故障類型，需要采用不同的分析診斷技術，并考慮到分析診斷技術的應用率和成本問題，選擇最適合的分析診斷技術。

2.1振動檢測分析診斷技術

振動檢測分析診斷技術是一項作為基礎的技術類型，在煤礦企業(yè)中應用較為廣泛，能夠快速識別出煤礦機械設備存在的一些簡單故障問題。振動診斷檢測技術的應用原理為：以煤礦機械設備在運行時產(chǎn)生的信號變化規(guī)律作為基礎，通過對其信號規(guī)律變化，能夠識別出當前機械設備是否存在運行故障問題，如果信號變化規(guī)律存在異常，則說明機械設備中某一處存在故障。該項技術應用較為簡便，診斷檢測流程快捷，具有實時性較強等多項優(yōu)勢，能夠有效識別出多項多種不同類型的故障問題，所以應用較為廣泛，在實際應用中具有良好的效果。

2.2無損檢測分析診斷技術

根據(jù)當前煤礦企業(yè)的生產(chǎn)實踐來看，針對煤礦機械設備的故障分析與診斷，無損檢測技術的應用較為廣泛，無損檢測技術是指不對機械設備造成任何損傷的情況下對其內(nèi)部和外部進行檢測，從而識別出機械設備存在的故障維問題，機械設備外部故障檢測主要包括超聲波檢測技術、磁粉檢測技術、全息檢測技術以及滲透檢測技術等，針對機械設備的內(nèi)部故障主要采用射線檢測技術、微波技術等，能夠起到良好的效果，最主要的是無損檢測技術不需要對機械設備進行拆卸等，所以不會產(chǎn)生任何損傷，能夠防止機械設備故障進一步擴大，從而起到來搞的保護作用。

2.3紅外測溫分析診斷技術

許多煤礦機械設備在運行時，自身溫度較高，所以可以采用紅外測溫診斷技術，明確當前機械設備整體或局部溫度，如果與標準溫度存在差異，那么則說明該機械設備存在著一定的故障問題，同時，可以快速判斷故障存在位置，是一項效率較高的診斷技術，但是應用限制較大，只能夠應用在作業(yè)溫度變化明顯的機械設備故障診斷中。

2.4油液磨損分析診斷技術

油液磨損診斷技術在煤礦機械設備的診斷中較為常見，其基本應用流程為：在機械設備的潤滑和環(huán)保液壓系統(tǒng)中提取油液樣本→利用光譜、鐵鋪分析→通過油液分析技術對油液的磨削進行識別→判斷油液介質(zhì)的物理變化和化學變化→根據(jù)結果分析機械設備是否存在故障。

3保障設備維修性技術分析

針對煤礦機械設備的故障診斷和分析，其主要目的是為后續(xù)的維修工作打下基礎，制定科學的維修方案，所以必須做好設備維修性保障技術處理。為了進一步提高煤礦機械設備的維修性，需要根據(jù)實際情況制定科學的優(yōu)化策略。在機械設備設計方面，必須對機械設備的功能實現(xiàn)以及其所處作業(yè)環(huán)境進行分析，之后對機械設備的結構進行簡化處理，從而提高故障維修便捷性。在煤礦機械設備的可達性設計中，包括機械設備內(nèi)部、外部以及工作環(huán)境設計，同時需要考慮機械設備的識別性設計，因為井下作業(yè)條件較為惡劣，且機械設備的運行和結構較為復雜，所以需要提高機械設備識別性，幫助工作人員準確判斷機械設備當前所處位置。與此同時，需要對機械設備的標準化和模塊化進行設計，通過模塊化設計能夠提高故障定位準確性，從而提升維修工作效率，且被替換的模塊和零部件可以實現(xiàn)循環(huán)利用，有利于降低機械設備的維修成本。因此，可以采用建立機械設備失效模型的方法，確定最佳的維修周期，根據(jù)對煤礦機械設備的分析結果，繪制相應的失效曲線，其具體表現(xiàn)形式如圖1所示。根據(jù)上述曲線的分析結構，結合機械設備的電氣原理，通過采用相應的檢測技術，即可明確當前機械設備的故障問題。

4煤礦機械設備分析和針對技術發(fā)展趨勢分析

通過上文分析可以看出，煤礦機械設備的分析和診斷技術對于提高作業(yè)安全性、提高生產(chǎn)效率與企業(yè)經(jīng)濟效益具有重要的作用，所以必須明確分析與診斷技術的發(fā)展趨勢，才能夠提高分析診斷技術創(chuàng)新水平，以更加科學的分析和診斷技術應對機械設備的故障問題。（1）模糊數(shù)學在煤礦機械設備的分析與診斷技術方面逐漸取得應用，因為煤礦機械設備的故障發(fā)生存在多種復雜的關系，故障類型與故障原因具有不對應性，所以采用故障樹分析和診斷技術具有不確定性，不確定性則為模糊性。將模糊數(shù)學技術應用在煤礦的機械設備診斷中，能夠得到機械設備故障原因和故障特點的非線性數(shù)學模型。在應用模糊數(shù)學技術時，需要選擇最合適的表現(xiàn)方法，建立故障預測與故障愿意矩陣，從而能夠更加準確地分析故障結果，有利于提升煤礦機械設備故障分析和診斷效率。（2）在針對煤礦機械設備的診斷技術中，近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡技術的應用頻率逐漸上升，神經(jīng)網(wǎng)絡診斷技術采用多分辨率的方式，通過對頻率窗和時間窗的結合，對機械設備的信號進行動態(tài)化修正，相比傳統(tǒng)的振動分析技術而言，神經(jīng)網(wǎng)絡技術分析結果更加準確，且神經(jīng)網(wǎng)絡技術具有深度學習功能，能夠根據(jù)每次檢測的數(shù)據(jù)對自身的數(shù)據(jù)庫進行完善，是一種有效的機械設備診斷分析技術，能夠解決一些當前無法解決的問題，同時，能夠與數(shù)學模型等方法得到深度結合，提高故障分析結果準確性，是未來煤礦機械設備分析與診斷技術發(fā)展的主要方向。

5結語

綜上所述，本文全面闡述煤礦機械設備的基本特征，并對當前所采用的多項故障分析和故障診斷技術進行分析，同時，提出提高煤礦機械設備維護性的科學分析方法，最后對煤礦機械設備分析和診斷技術的發(fā)展趨勢進行展望，希望能夠?qū)ξ覈旱V企業(yè)發(fā)展起到一定的借鑒和幫助作用。

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作者:張秀明 牛娜 聶淼 單位:兗礦東華重工有限公司煤機裝備制造分公司 兗煤藍天清潔能源有限公司