煤矿机电设备维修故障检测

期刊目录网机电一体化论文发表2020-03-04 10:38关注(1)

　　煤矿机电设备维修中采用故障检测诊断技术可以有效提高维修效率，对症下药，提前防范，保证机电设备正常运转。本文对煤矿机电设备维修中的故障检测诊断技术进行阐述，在此基础上总结技术应用要点，以期为煤矿机电设备维修人员提供理论参考。

　　关键词：煤矿；机电设备；故障检测诊断技术；应用要点

　　煤矿企业在开采运营过程中涉及到机电设备的批量使用，特别是煤矿现代化作业要求越来越高的背景下，如何确保煤矿机电设备安全可靠运行，事关煤矿企业生产效益及社会效益。机电设备长时间运行不可避免的会出现故障隐患，在对其分析诊断及维修时，采用故障检测诊断技术，可以有效节省检修时间，提高煤矿机电设备周期寿命。

　　1煤矿机电设备故障检测诊断技术基本概述

　　煤矿机电设备一般型制规格较大，涉及煤矿采、运及加工，工作覆盖面广，运转时间长，出现机械故障频率较高。煤矿机电设备因故障而停运会给煤矿生产造成巨大损失，要确保煤矿设备安全稳定运行，做好设备的定期及实时维保极为关键。现阶段故障检测诊断技术广泛应用于煤矿机电设备的故障排查及检修上，该技术能够凭借系统功能模块，实现对机电设备故障的精准查找及定位，缩减故障查找区域，给出针对性诊断结果，据此开展维修，时间短，精度高。煤矿机电设备应用故障检测诊断技术，应了解该技术应用中的一些特征及要求：故障检测诊断技术适用范围广，具体到检测及维修煤矿机电设备时，要根据机电设备运行环境及具体构造来实施，注重理论知识及实际情况的结合。此外，故障检测诊断技术复合性极强，涵盖了动力学、机械学、物理学、力学、电磁学、自动化等诸多学科领域知识，在掌握以上学科理论的基础上，还要在诊断检修中熟知并运用液压机械操作原理，否则单纯以现象来套用措施，往往会出现故障误诊。最后，煤矿机电设备与故障检测诊断技术的结合应用目的性要明确，根据煤矿机电设备的种类及技术特征选用具体诊断技术形式，总体原则要保证机电设备故障可以得到准确定位及分析，并形成该类型机电设备的故障维修方案。

　　2故障检测诊断技术在不同类型煤矿机电设备维修中的应用要点

　　煤矿机电设备种类不同，易发故障点也不相同，对其故障做检测及诊断时，要根据机电设备类型，掌握煤矿机电设备维修要点。具体而言，当前故障检测诊断技术在以下煤矿机电设备维修中较为常见常用。

　　2.1故障检测诊断技术在煤矿采煤机设备维修环节的应用

　　采煤机作为综采成套设备的主要构成，本身工作系统较为复杂，处于恶劣的工作环境中，构造涉及了机械、电气及液压分系统，一旦出现故障，会使采煤工作中断，带来巨大经济损失。我国煤矿企业所选用的采煤机设备相比西方先进国家的采煤机，在性能上及设备技术精度上存在一定的差距，在采煤机运行过程中实现不了对运行参数的实时检测，也就是说，采煤机设备的检测功能模块尚存在短板和缺陷。针对采煤机设备的故障检测，众多煤矿企业主要通过电牵引电气控制技术来实现。采煤机常见故障有液压系统故障及机械故障，如油液中混入杂质，会导致系统的泵部位及马达部位受到影响；机械故障主要涉及了支撑轴磨损及零部件损坏等。故障检测诊断技术利用零件摩擦过程中的温度监测，可以预判采煤机故障情况。另外，铁谱分析诊断、专家诊断系统及人工神经网络诊断通过对设备谱片及性状进行观察及实时监测，可以得出设备运行数据，通过数据比对，可以精准捕捉设备故障源头及原因。在实践中，故障检测诊断技术中的模型定量及模糊诊断已经开始在煤矿采煤机维修中应用，效果较好。

　　2.2故障检测诊断技术在煤矿矿用高压异步电动机设备维修环节的应用

　　煤矿矿用高压异步电动机设备是煤矿机电设备正常运转的技术支撑，在该设备的故障检测及诊断上，通过采用现代信号处理技术及人工智能技术，故障检测诊断效率有了大幅提升。针对煤矿矿用高压异步电动机故障主要采用如下技术形式：一，局部放电检测。检测高压异步电动机局部放电情况，高压异步电动机故障现象很多都体现在放电上，如出现局部放电，电动机的绝缘性会受到极大损害，对此可通过局部放电检测的方式进行检查。在低压机电设备检查上，局部放电检测效果不够理想。二，磁通检测。针对高电压器故障，采用磁通检测效果较好，磁通路径及方向的变化很大原因是由于电动机定子故障，如出现相关故障信息，可采用磁通检测方法。但在电动机弱信号的检测上，该方式效果欠佳。三，电流高次谐波检测。电动机中如出现电流高次谐波增长现象，一般而言是由于电动机定子绕组出现故障。在故障类型及故障对称性的检测上，电流高次谐波检测手段极为有效。该技术手段与机电设备电压高低之间没有过多影响，但检修人员要熟练掌握检测技术步骤流程。

　　2.3故障检测诊断技术在煤矿通风机设备维修环节的应用

　　煤矿企业在生产过程中，需要实时排出矿井有毒有害气体，这一环节主要借助煤矿通风机设备完成。煤矿通风机设备不可或缺，主要起到矿井空气换气及毒害气体及时排出作用，是保证煤矿工作人员人身健康的重要设备。基于煤矿通风机设备的重要性，对其进行动态故障监测至关重要。构成煤矿矿井通风机的装置主要有主风机及局部风机，主风机型号以FJZ型居多，多部风机在运行中会伴随一定的故障几率。针对通风机设备的故障检测主要集中在主风机部位上，我国研发的通风机故障专用检测产品类型不多，在实践中通常采用在线故障检测诊断仪以及通风机集中检测仪。煤矿通风机故障类型主要有以下几种：第一，电动引起振动。该故障主要由于磁场耦合作用，使定子机座有一个旋转力矩，或由于磁场变化而导致定子，转子异常。第二，叶轮不平衡引起振动。毒害气体对叶片工程腐蚀，产生不均匀磨损，或叶轮装配连接不紧等都是故障原因。第三，动静碰擦或旋转失速。在通风机故障诊断检修中，采用小波神经网络理论及人工神经网络技术，可以重建及修复通风机运行参数，然后通过信号时窗对参数作必要调整，从而及时发现并处理通风机故障。在实证中，出现通风机减速机异常振动时，借助故障诊断系统对减速机工作数据进行采集，然后获取液力耦合器及减速机电机传感器数据，经过类比，绘制谱峰群，可以诊断出机械松动故障或轴承故障。

　　2.4故障检测诊断技术在煤矿矿井提升机设备维修环节的应用

　　当前，为提高煤矿生产效率，煤矿开采及煤矿运输已经实现了一体化，由此也突出了煤矿矿井提升机设备的重要性及使用频率。在运输煤矿资源中，矿井提升机作为基础设备而存在，其主要功能是对矿井中的矸石及开采出的原煤进行提拉运输，同时还承担运输开采机具及开采工作人员等任务。从中可见，煤矿提升机设备应保持定期的维修，以免影响矿井正常生产。矿井提升机故障类型主要集中在设备的机械故障上，由于其经常使用且负荷量较大，在长时间使用后，提升机控制系统中的传感器及执行器容易发生故障，此外在矿井提升机保护装置上也容易因金属件疲劳而出现提钢松动或天轮转速失衡，危及提升机安全应用。针对这一故障隐患，应先对矿井提升机保护装置进行检测，查看是否存在松绳故障。然后采用故障检测诊断技术重点对提升机的传感器性能及参数进行检测，如出现天轮转速失衡或不一致，传感器应迅速发出警报，由专业维修人员对其进行整体检修。在矿井提升机故障诊断实例中，模糊诊断法采用数学建模或模糊推理，能够对提升机设备征兆及故障概率关系进行分析。为进一步提高诊断精度，小波变换及人工神经网络技术已经被应用到矿井提升机故障诊断中，如BP神经网络及Elman神经网络等。该诊断技术主要是把矿井提升机出现故障的一些特征向量及分类模式输入到人工神经网络系统中，然后由人工神经系统进行分析，输出提升机的频域特征、时域特征及幅值域特征，套用对应的参数标准，以此确定故障隐患信号。此外，遗传算法与人工神经网络的结合也是有效判定矿井提升机故障的诊断方法之一，该方法诊断快速而精准，实用价值明显。

　　3结语

　　煤矿机电设备故障诊断分析关系到煤矿机电设备的正常安全运行，也关系到煤矿生产企业的经济效益。在诊断煤矿机电设备故障时，应在建立完善的故障诊断分析制度机制的基础上，结合煤矿机电设备具体类型，采用以人工神经网络为主的故障诊断分析系统，以提高机电设备的性能参数和周期寿命。

　　参考文献：

　　[1]苗可彬.基于振动信号相位检测的大型机电设备故障诊断技术[J].单片机与嵌入式系统应用，2019(3):36~38.

　　[2]郭富伟.煤矿机电设备维修中故障检测诊断技术的应用探究[J].科学技术创新，2019(24):165~166.

　　作者：刘慧彬 单位：山西省朔州市同煤浙能麻家梁有限责任公司电气队

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