张国臣
神华准能集团有限责任公司设备维修中心 内蒙古鄂尔多斯准格尔旗 010300
摘要：国家能源投资集团有限责任公司的重组成立，标志着中国向全力打造具有全球竞争力的世界一流综合能源集团迈出关键的一步。这既是机遇又是挑战，在建设过程中对于煤炭的产量和质量无意中提出了更高要求。而提高效率增加产量的最直接、最关键因素就是矿用设备的好坏。煤矿机械设备正常运行是煤矿企业进行生产的基本保障。然而因煤矿机械设备结构的复杂性以及工作环境的恶劣性，常常导致煤矿设备故障的发生，无论故障大小都会影响煤炭的生产效率，因此，要采取有效的维护维修措施。基于此，本文主要对故障诊断技术在矿用工程机械设备维修中的应用进行分析探讨。
关键词：故障诊断技术；矿用工程；机械设备维修；应用
1、前言
我国每年的煤炭产量都在不断提升，煤矿机械设备是专门用于煤炭开采的机械设备，具有十分重要的意义，煤矿技术人员需要格外重视对机械故障的诊断与维修，才能保障煤矿健康持续发展。
2、煤矿机械设备使用及故障情况
由于在很恶劣，湿度温度很大，又充斥着各种粉尘的环境下长时间大量使用煤矿机械来提高煤矿产量，就会导致煤矿机械设备出现一定程度的故障问题。而机械设备由于发源产地的不同，各种生产商生产出来的不同质量的设备，就导致了很难鉴定设备的质量。
煤矿机械设备在使用中发生故障如下：①组件老化。机械设备长时间使用，优化更新慢原因导致组件过长时间使用却不更新改换，从而使设备中的皮带受损并且老化松弛。细小的齿轮也会因长时间工作而消耗磨损，如果因费用等原因而长时间不更换零件就是会发生机械运行中的故障；②零部件磨损。在使用机械设备过程中因某些机械振动或者是摆放位置不对从而引起的零部件开裂或破坏；③异常磨损就是因机械设备所处的工作环境的恶劣，如潮湿，有腐蚀性的介质时候就会加快机械设备的异常磨损。如不能有效的避免上述原因，就会在工作过程中发生事故，造成人员伤亡。所以要严肃对待以上原因，正确处理好设备与环境等关系，安全工作。
3、煤矿机械设备常用故障诊断技术
煤矿机械设备在运行过程中有很多特征参数，如振动、声音、温度、应力、应变以及油液等。如果设备出现了故障，往往会表现为某个参数或某几个参数的异常。因此，可检测并分析相关参数，从而主动预防故障的发生。常用的煤矿机械设备故障诊断方法有以下几种。
3.1振动检测诊断法
振动是指机械在平衡位置附近所做的往复小幅运动。不同的机械系统具有不同的结构和参数，因此具体的振动规律也存在一定的差异，但同一机械设备的振动是具有确定性和规律性的，因此可以通过对振动的监测诊断设备故障。振动监测诊断技术主要描述三个参数：位移、速度、加速度。以加速度为例，一般引起加速度变化的主要因素是轴承或齿轮的缺陷，加速度变化将会使冲击力发生异常。
3.2温度在线监测诊断法
煤矿机械设备在工作过程中如果温度超过正常工作时的温度，则说明有异常。在容易产生热量的转动或传动部位，如轴承、铰链、齿轮及滚动体等处安置温度传感器，并在线监测相关部位的温度。例如，采煤机截割滚筒内轴承因磨损而出现较大的相对摩擦，则滚筒支承轴承的位置以及轴承的温度都会急剧上升，其相对应的温度传感器监测到的温度值也超过正常值，据此可判定滚筒工作有异常，并能准确定位产生异常的源头。通过对这些部位进行连续监测并记录历史变化数据，能够快速、直观地反映采煤机的工作状态，还能及时发现故障和预测故障的状态和发展趋势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆温度在线监测诊断法是一种普遍的监测诊断手段，它的优点是能正确、快速和灵敏地反映设备的工作状态；缺点是对于电气系统的故障诊断效果有些局限，且对热电偶传感器的设计和安装提出了很高的要求。
3.3红外热成像诊断法
在自然界中，一切温度高于绝对零度的物体都会不断地辐射红外线。红外热像仪就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过红外光学系统在红外探测器的光敏源上利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描并转换成电信号，经放大处理后转换成标准视频信号。利用红外热像仪对煤矿机械设备表面所辐射的红外热能进行监测，实时生成热图像，找出图像中的温度异常点并测量出该点温度值，进行相应设备故障诊断。红外热像仪采用非接触在线方法诊断、观测煤矿机械设备表面的温度分布场及其变化，属于无接触在线测温，解决了常规温度传感器布线难的问题。通过红外热成像检测能发现煤矿机械设备可能存在的热状态异常现象并找出潜在的故障点，从而实现对设备和线路的在线故障诊断。
3.4无损检测技术
无损检测是指在不破坏被检测物体的前提下，获取与检测物体有关的内容和属性，这一优势使无损检测在多种领域得到广泛应用。在煤矿机械设备检测中，无损检测发挥了重要作用，能够有针对性地对重要部件进行监测与诊断，同时能够完成寿命评估工作，有效预防重大安全事故的发生。当前，无损检测技术的具体应用包括钢丝绳无损检测、主轴无损检测以及预应力锚杆、围岩支护等其他关键零部件的无损检测。
3.5油液磨屑及铁谱分析法
煤矿机械设备运转过程中，相互接触且具有相对运动的部件因为金属材料的相互摩擦，会产生磨屑，并落入润滑液中。铁谱分析就是借助强磁力将油液中的金属磨屑颗粒分离出来，并对这些磨屑颗粒进行分析，从而判定设备工作状态是否存在异常。铁谱分析仪器可分为直线式铁谱仪和旋转式铁谱仪，旋转式铁谱仪已经在煤矿机械设备的监测中得到广泛应用。铁谱分析的原理：使带有磨屑的润滑油流过一个高强度、高梯度的磁场，利用磁场力把铁磁性磨屑从润滑油中分离出来，且依磨屑的颗粒大小次序沉淀在基片上，以供观测和分析。可以用铁谱显微镜进行观测，用光密度测量仪对磨屑的分布状况进行定量测定，也可以用电子显微镜进行观察。通过磨屑的大小、形状、成分及浓度来推断煤矿机械设备的磨损程度、原因、类型及磨损部位。
4、煤矿机械设备的维修方式分类
根据维修阶段的不同，可以将煤矿机械设备的维修分为事后维修、周期性维修、预知性维修等，不同维修方式具有的不同内涵。
4.1事后维修
这种维修方式是当事故发生后开始工作，具有很强的目的性，能够根据设备问题制定符合实际的维修方法，但是由于被动性较强，一旦需要事后维修就必须停产，给煤矿生产带来不良影响，因此需要有意识地避免该维修方式，多采用其他更为先进的维修管理模式。
4.2周期性维修
周期性维修要求技术人员根据机械设备的运行特点，确定维修周期和维修程度，并建立相应的管理体制，以便于监督管理与评价。周期性维修具有预防性，能够大大减少煤矿机械发生故障的可能性，相比事后维修更加先进，能够尽可能保障煤矿的正常生产。
4.3预知性维修
该维修方式主要是在设备工作过程中进行，根据机械设备的监测情况，判断设备是否出现故障，进而判断故障发生的位置，确定维修方案，并派遣专业人员进行维修操作，该维修方式同样能够有效减少机械故障对煤矿正产生产带来的不良影响。
5、结语
煤矿工程机械设备是煤矿生产的重要物质条件，因此必须作好其故障分析、诊断与维修工作，以保障各项工作能够顺利有序开展，提高煤矿企业的经济效益，同时营造良好的社会风气。
参考文献：
[1]石红涛.故障诊断技术在煤矿机械设备中的应用[J].工程技术，2015（9）：3.
[2]王啸.故障诊断技术在煤矿机械设备中的应用[J].建筑工程技术与设计，2015（36）：27.
[3]普亚松，郭德伟，张文斌.故障诊断技术在煤矿机械设备中的应用[J].工矿自动化，2015，41（4）：36-39.
论文作者:张国臣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/23
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