综掘机械设备维修中的故障诊断

丁亮

摘要：目前，随着我国社会经济的快速发展，工业生产的自动化水平也不断提高，其中煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术在现代生产中的作用和影响非常大。社会经济的发展，对于煤矿的需求量也逐渐增加。为了更好的满足社会经济发展对煤矿企业提出的要求，结合实际工作情况，深入探究煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术，成为煤矿企业发展中重要的问题之一。文章对煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术方面的相关内容进行了研究，旨在进一步提高促进煤矿综掘机械设备维修中的故障诊断技术水平。

关键词：综掘机械；设备维修；故障诊断技术

1故障诊断技术的内涵及主要方式

一般来说，煤矿综掘设备的维修方式主要分为预防性维修、事后维修、预知性维修等，故障诊断技术适用于煤矿综掘设备的各类维修方式，其主要是通过传感技术、通信技术、信息处理技术等来实现对煤矿综掘机械设备运行状态的监控，主要包含以下五项基本技术内容。（1）构建数据模型技术。煤矿综掘机械设备在运行阶段会产生不同的运行参数，其中包括振动参数，机械设备的运转参数、噪音参数等等，这些参数的变化与机械和设备的运行状况以及故障产生有着密切的关系，构建一个能够准确反映设备状况和产生故障参数之间关系的数据模型，可以对设备状态进行有效分析且能够提高设备故障检测效率。（2）信息收集技术。为了能够准确的反映出煤矿综掘机械设备的运行状况，需要对煤矿机械设备的各种运行信号及运行参数进行准确收集和测量，它主要是对储存于设备传感器以及在线监控系统上产生的各类信息进行收集。（3）信息处理技术。为了提高煤矿综掘设备的检修效率，应该对所收集的各类信息进行适当的筛选，并且将有助于设备故障检测的信息转化为人或机器可以读懂的有用信息。（4）整理分析技术。它主要是对经过处理的信息进行整理归纳，并对信息加以分析，从而判断出煤矿综掘设备的工作状态是否正常，同时也能够快速有效的查找出设备故障的类别及原因。（5）预测技术。在对各类信息进行整理分析以后，根据信息的数据对比们可以有效的评估出各机械零件的预使用周期、设备的故障程度及潜在的故障。基于故障诊断技术的内容以及设备状态信号的物理特征，设备诊断技术主要手段可以分为10种，每一种技术手段的技术原理以及适用范围均有一定的差异。选用表中的主要工作手段要根据对象不同而有所区别，广泛应用的方法有振动、温度、油液及声学等诊断方法。

2综掘机械设备维修中的故障诊断技术应用的意义

众所周知，随着煤矿生产技术研究的不断深入，煤矿生产已经实现自动化、智能化，煤矿生产的稳定离不开煤矿机械设备的正常运行，但是煤矿机械设备，特别是煤矿综掘设备处于不稳定的运行状态，经常会长时间运转，同时需要面对较为复杂的井下作业环境，因而常会出现相应的故障，进而给煤矿生产带来了一定的危害。在煤矿机械设备检修过程中，采用故障诊断技术的根本目的就是通过现代化的故障诊断技术能够快速的找到故障的原因，进而缩短设备的维修周期，同时也能对煤矿综掘设备的运行参数进行实时的有效分析，能够对一些机械故障进行预判断，有利于企业构建完善的设备维修养护体系。

3故障诊断技术的具体应用

3.1温度在线监测诊断技术

在运行过程中，如果煤矿综掘机械设备温度超出了正常运行过程中的温度，就说明存在不正常现象。在较易产生热量的传动或转动位置，将温度传感器安装在滚动体、齿轮、铰链、轴承等位置，且对有关位置的温度进行在线监测。例如，煤机截割滚筒里面的轴承由于受到摩擦而发生严重磨损，那么轴承与滚筒支承轴承部位的温度会升高，而相应的温度传感器温度也变得异常，这样能对滚筒运行存在的不正常情况进行判断，且可对形成不正常情况的源头进行定位。在不间断监测这一系列位置且记录历史数据的基础上，可将采煤机运行情况体现出来，还可实时发现故障，并对故障的发展趋势和状态进行预测。作为一种检测诊断方式，温度在线监测诊断技术的优势是，可灵敏、迅速、准确地体现设备运行情况，而不足之处是在诊断电气系统方面存在一定局限性，在设计与安装热电偶传感器上的要求非常高。

3.2振动检测诊断技术

对运行中的煤矿综掘机械设备而言，不管是转子的不足，还是联接和支撑系统上的问题，都可能导致不正常振动。煤矿综掘机械设备非异常运行过程中的振动量，在频域与时域上都具备相应数据特性，如果检测出振动数据的特征量与正常运行状态下的规律性不相符，就能断定机械设备存在故障或不正常现象。以此为依据，通过振动检测技术对工作过程中的煤矿综掘机械设备是否存在故障或不正常情况进行检测非常简单，能以图表形式呈现数据特征量规律，因此，这种检测技术在实际生产中被广泛应用。

3.3超声波无损检测技术

作为一种先进检测技术，无损检测一般用来诊断和检测煤矿综掘机械设备。其中，普遍应用于煤矿综掘机械设备的是超声波无损检测技术。超声波检测仪器非常灵敏，声波穿透性非常强，能对煤矿综掘机械设备一些重要零件的损伤进行检测，且对损伤位置的使用年限进行评价，进而断定是否更换或维修。煤矿综掘机械设备存在不少焊接件、锻件、铸件。针对焊接件来讲，为确保焊接支架安全性与构造完整性，务必检测焊缝，一般借助超声横波检测焊缝。在轴颈、凹槽位置存在锻件损伤，通常是不拆卸主轴而通过超声探测周向或端面。铸件有着复杂形状，晶粒的组织不均匀且粗大，会增加干扰，使得信号强度减轻，为此检测时需借助低频直探头。

3.4油液磨屑及铁谱分析技术

在煤矿综掘机械设备工作中，由于金属互相摩擦形成磨屑，且会落到润滑液当中。铁谱分析是通过强磁力分离油液当中的金属磨屑，通过分析这些磨屑，进而对设备运行情况是否面临不正常情况进行判断。铁谱分析仪器可分为旋转式与直线式两种，在煤矿综掘机械设备中已广泛应用的是旋转式铁谱仪。铁谱分析技术的工作原理是，使存在磨屑的润滑油经过一个高梯度与高强度的磁场，通过磁场力分离润滑油当中的铁磁性磨屑，并结合磨屑大小在基片上沉淀，便于分析与观测。可借助显微镜实施观测，通过光密度测量仪定量测量磨屑分布，借助磨屑的浓度、成分、形状、大小等对设备的磨损位置、种类、原因、程度进行推断。

3.5红外热成像诊断技术

红外热像仪是通过光学成像物镜与红外探测器对被测目标的红外辐射信号进行接收，通过红外光学系统在红外探测器光敏源上借助电子扫描电路扫描被测物红外热像，且向电信号转换，在进行放大处理后向标准视频信号转换。借助红外热像仪监测煤矿综掘机械设备表面辐射的红外热能，及时生成热图像，探究图像当中不正常的温度点加以测量，进而诊断设备故障。通过非接触在线手段，红外热像仪能对煤矿综掘机械设备表面的温度改变和分布场进行诊断，实际上没有接触在线测量温度，进而使温度传感器难以布线的情况得以解决。借助红外热成像检测可及时发现煤矿综掘机械设备面临的不正常热状态情况，且探究潜在故障位置，进而在线诊断设备故障。

结语

总之，对煤矿综掘机械设备故障诊断技术的研究能够有效的缩短机械设备的维修周期，提高机械设备维修效率，同时通过对机械设备内部关键零件运行状态的监控，能够及时的发现设备运行过程中所出现的微小的问题，此时采取必要的设备维修养护手段，势必会延长煤矿综掘设备的使用周期。事实上，针对于煤矿综掘机械设备的养护与维修，不仅仅要从故障诊断技术入手，在生产实践中，也要加强设备管理，同时要结合现代化、高科技的故障诊断系统，制定有效设备管理养护制度，从而能够保证煤矿生产的稳定。

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