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煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和故障診斷技術(shù)的分析與研究

2022-03-24 19:43:22張帥蔡改貧
科技資訊 2022年17期
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)備磨損故障診斷

張帥 蔡改貧

(江西理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 江西贛州 341000)

煤礦機(jī)械設(shè)備在煤礦的開采和生產(chǎn)中占有著非常重要的地位,但是設(shè)備在使用的過程中常會(huì)出現(xiàn)一些故障,嚴(yán)重的甚至還極有可能導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。我國越來越注重煤礦資源的合理開發(fā)和運(yùn)用,機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用范圍和數(shù)量也在不斷增加,為了更好地保障煤礦開采與生產(chǎn)等工作人員的安全問題,就必須要對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的運(yùn)行維護(hù)和故障診斷,而這也是保證煤礦開采任務(wù)能夠順利完成的一項(xiàng)重要前提。由此可見,對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)和故障診斷有其自身的重要性和必要性,同時(shí),對這些設(shè)備展開具體的深入分析和研究,也更有利于煤礦資源的穩(wěn)步生產(chǎn)與長遠(yuǎn)發(fā)展[1]。

1 對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的要點(diǎn)

一般情況下,煤礦機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行的過程中常常會(huì)出現(xiàn)因其性能降低而導(dǎo)致相關(guān)故障的產(chǎn)生,因此需要工作人員進(jìn)行定期的運(yùn)行維護(hù)和故障診斷,以確保煤礦的開采和生產(chǎn)。在開采煤礦等資源時(shí),為了更好地增加煤礦機(jī)械設(shè)備的使用壽命,降低其運(yùn)行故障率,人們通常會(huì)對這些設(shè)備進(jìn)行定期的運(yùn)行檢查和維護(hù),這就要求相關(guān)人員必須充分掌握這些設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn),并做好設(shè)備的定期檢查、更換以及補(bǔ)充維護(hù)記錄等工作。其中,對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)的要點(diǎn)主要有如下幾點(diǎn)。

1.1 做好設(shè)備的運(yùn)行檢查工作

在對煤礦機(jī)械設(shè)備展開運(yùn)行維護(hù)工作時(shí),首先要對機(jī)械設(shè)備外觀的檢查,從外觀上檢查設(shè)備的完整性以及一些關(guān)鍵部件的損壞情況。比如:如果比較大的巖石砸到機(jī)械設(shè)備上,就會(huì)容易出現(xiàn)外觀損壞的問題,此時(shí),就需要根據(jù)外觀的損壞情況來判斷該設(shè)備是否可以正常運(yùn)行。倘若損壞較為嚴(yán)重,會(huì)直接影響到機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行,必須立即處理,否則就極有可能讓設(shè)備出現(xiàn)故障問題。而磨損問題在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中也是比較常見的,一般可以分成兩種情況:正常磨損和異常磨損。顧名思義,正常磨損就是由于煤礦機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行而產(chǎn)生的磨損;異常磨損則是由于設(shè)備運(yùn)行過程異常而產(chǎn)生的磨損。因此,一般工作人員在檢查設(shè)備的磨損情況時(shí),必須要針對其磨損的具體情況和程度做出準(zhǔn)確的判斷,特別是在面對異常磨損時(shí),更要及時(shí)做出分析并找到原因,然后進(jìn)行維修處理,從而最大限度地降低機(jī)械故障發(fā)生的可能[2-3]。

另外,在檢查時(shí)也要及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清除卡在煤礦機(jī)械設(shè)備中的異物,尤其是采煤機(jī)、液壓支架及刮板機(jī)等一些非常重要的機(jī)械設(shè)備,在運(yùn)行使用的過程中極容易出現(xiàn)卡入巖塊或者煤塊的問題。卡入巖塊因其設(shè)備受力不均勻而損壞,所以必須要通過運(yùn)行前的設(shè)備檢查來盡可能減少斷裂等故障的出現(xiàn)。

1.2 對機(jī)械設(shè)備的零部件進(jìn)行定期更換

煤礦機(jī)械設(shè)備中的一些零部件經(jīng)常會(huì)在運(yùn)行使用的過程中因老化、磨損等問題而直接影響設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),從而大大降低設(shè)備的工作效率和安全性。對此,為了可以更好地讓這些機(jī)械設(shè)備保持良好的運(yùn)行狀態(tài),就必須要對失去原本運(yùn)行作用的設(shè)備零部件進(jìn)行定期更換。比如:液壓支架的密封圈作為液壓支架的一個(gè)重要零件,如果長期使用就會(huì)非常容易老化,從而降低其密封性,所以只有定期更換才能有效避免漏油情況的出現(xiàn)。再如:采煤機(jī)的截齒經(jīng)常會(huì)因割煤而出現(xiàn)不同程度的磨損,從而影響割煤的效率,此時(shí)就必須要對截齒進(jìn)行定期檢查和更換,避免對采煤機(jī)造成損壞。需要引起注意的是,在對這些零部件進(jìn)行更換時(shí),必須要注意其周期性,如果周期太短,就會(huì)大大提高煤礦開采的成本,如果周期太長,就會(huì)容易對機(jī)械設(shè)備本身造成損壞。而關(guān)于設(shè)備零件的更換周期,就需要工作人員結(jié)合設(shè)備的實(shí)際使用情況來具體確定。

1.3 對機(jī)械設(shè)備的維護(hù)進(jìn)行記錄

簡潔有序的維護(hù)記錄往往可以大大提升煤礦開采與生產(chǎn)的效率,合理運(yùn)用維護(hù)記錄能讓相關(guān)工作人員更加便捷地了解到設(shè)備中的故障問題及其規(guī)律,所以在對設(shè)備維護(hù)結(jié)束之后,工作人員也要做好記錄。其中,煤礦機(jī)械設(shè)備的維護(hù)工作主要包括對需要維護(hù)的內(nèi)容、設(shè)備部位、零件更換時(shí)間與原因等的記錄,從而讓操作人員更加充分地認(rèn)識(shí)到這些煤礦機(jī)械設(shè)備的真實(shí)運(yùn)行情況。

2 煤礦機(jī)械設(shè)備的故障類型及其診斷技術(shù)原理

2.1 故障類型

煤礦資源的開采和生產(chǎn)可以說是一個(gè)長期性的作業(yè)過程,對人力、時(shí)間和生產(chǎn)工具等都有著較高要求。隨著我國對煤礦資源的持續(xù)開采,各類機(jī)械設(shè)備都會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞和磨損,久而久之就會(huì)出現(xiàn)故障問題。

其中,從發(fā)生故障的原因來看,主要有5種比較常見的故障類型:(1)因設(shè)備斷裂、變形或壓痕而導(dǎo)致的損壞型故障;(2)因設(shè)備老化、異常磨損而出現(xiàn)的退化型故障;(3)因設(shè)備壓力失衡而出現(xiàn)的失調(diào)型故障;(4)因設(shè)備零部件松動(dòng)、脫落而引發(fā)的松動(dòng)型故障;(5)因設(shè)備堵塞、泄漏等而出現(xiàn)的功能失效型故障。而從發(fā)生故障的嚴(yán)重程度來看,主要可以分為早期、偶發(fā)和耗費(fèi)3種故障類型:(1)早期故障期一般發(fā)生在設(shè)備的磨合期階段,其原因主要是由于設(shè)備漏洞而導(dǎo)致的;(2)偶發(fā)故障期比較常見,一般是由于在使用過程中出現(xiàn)機(jī)械損壞而導(dǎo)致的;(3)耗費(fèi)故障期可以說是設(shè)備發(fā)生故障頻率最高的一個(gè)階段,一般表現(xiàn)為故障率高、老化快等特點(diǎn)[4]。

2.2 故障診斷技術(shù)原理

為了更好地提升機(jī)械設(shè)備故障的故障診斷成效,工作人員會(huì)使用一些故障診斷技術(shù)來對這些設(shè)備進(jìn)行采集等診斷工作,從而進(jìn)一步確定設(shè)備出現(xiàn)故障的類型。而在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中,探測器可以很好地對這些設(shè)備所發(fā)出的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行采集,并將其轉(zhuǎn)化成為電信號(hào),然后再提取信號(hào)的特征,進(jìn)而準(zhǔn)確判斷出設(shè)備的故障類型。工作人員在明確機(jī)械設(shè)備中存在的故障問題以后,就能夠針對煤礦機(jī)械設(shè)備的故障問題提出一些合理化的維修對策。

其中,借助故障診斷技術(shù)來檢修和維護(hù)煤礦機(jī)械設(shè)備的優(yōu)勢有很多,主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:一是能夠通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的故障問題;二是可以自動(dòng)分析設(shè)備中存在的故障問題,從而更加準(zhǔn)確、容易地了解到這些機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的類型和原因;三是由于故障診斷技術(shù)有一定的決策功能,所以往往可以大大降低對維修工作人員的經(jīng)驗(yàn)要求。

3 煤礦機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)以及設(shè)備的維修養(yǎng)護(hù)措施

3.1 煤礦機(jī)械設(shè)備的故障診斷技術(shù)

3.1.1 紅外測溫診斷技術(shù)

所謂的紅外測溫診斷技術(shù),其是指借助紅外線來對物體的溫度進(jìn)行檢測,從而將煤礦機(jī)械設(shè)備的溫度變化趨勢呈現(xiàn)出來,然后工作人員以此為診斷依據(jù)來準(zhǔn)確判斷設(shè)備的整體運(yùn)行狀況。這種診斷技術(shù)的檢測效率是比較高的,更有利于避免因設(shè)備溫度過高而引發(fā)安全故障等問題,所以這種設(shè)備故障診斷技術(shù)也是相對比較常見的。另外,煤礦機(jī)械設(shè)備經(jīng)常會(huì)因?yàn)殚L時(shí)間的工作運(yùn)行而出現(xiàn)設(shè)備磨損、電氣節(jié)點(diǎn)被破壞等問題,進(jìn)而引發(fā)設(shè)備異常升溫,這不僅會(huì)直接影響到設(shè)備整體的使用強(qiáng)度和硬度,同時(shí)還會(huì)對其性能、使用壽命等帶來不同程度的影響。而紅外測溫診斷技術(shù)不僅可以很好地有效預(yù)防設(shè)備異常升溫這一情況的出現(xiàn),同時(shí)還能夠及時(shí)通知相關(guān)操作人員積極采取應(yīng)對措施,從而最大限度地將安全隱患排除[5-6]。

3.1.2 振動(dòng)監(jiān)測診斷技術(shù)

一般情況下,煤礦機(jī)械設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)行過程中會(huì)受到振動(dòng)、噪聲、平衡差等多種外界因素的影響,從而極大地增加了設(shè)備故障診斷的效率和準(zhǔn)確率。而振動(dòng)檢測診斷技術(shù)不僅能夠更加全面地對設(shè)備運(yùn)行中的振動(dòng)情況進(jìn)行檢測,準(zhǔn)確找到影響設(shè)備振動(dòng)的主要因素,同時(shí)還為維修工作人員采取針對性的控制措施提供了便利。這項(xiàng)診斷技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為檢測精度比較高,但是周期比較長,成本也相對高一些。同時(shí)需要引起注意的是,不同的煤礦機(jī)械設(shè)備在其構(gòu)造上也會(huì)存在差異,所以振動(dòng)的規(guī)律、狀態(tài)也必然存在一定的區(qū)別,而同一種的煤礦機(jī)械設(shè)備所呈現(xiàn)的振動(dòng)特點(diǎn)、狀態(tài)上往往是有一定的規(guī)律性的。對此,工作人員可以借助振動(dòng)檢測診斷技術(shù)來做出分析,并找到設(shè)備的位移、速度、加速度等多項(xiàng)數(shù)據(jù),最終確定設(shè)備中存在的故障問題類型和原因。具體來看,振動(dòng)檢測診斷技術(shù)主要可以通過借助相關(guān)的診斷設(shè)備、分析儀器、人工智能系統(tǒng)等來找到設(shè)備出現(xiàn)異常振動(dòng)的具體位置以及振動(dòng)類型,然后再由工作人員采取有效的應(yīng)對措施將問題解決。

3.1.3 無損檢測技術(shù)

無損檢測技術(shù)也常被用來煤礦機(jī)械設(shè)備的故障診斷工作當(dāng)中來,主要是這項(xiàng)技術(shù)并不會(huì)對設(shè)備本身結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等方面產(chǎn)生影響,而且該技術(shù)一般需要相關(guān)人員結(jié)合物理、化學(xué)兩方面的原理對設(shè)備和工程材料等進(jìn)行故障診斷,所以得到的檢測精度也是比較高的。除此之外,無損檢測技術(shù)還可以用來對煤礦機(jī)械設(shè)備的使用壽命進(jìn)行檢測,這就為相關(guān)工作人員提前準(zhǔn)備安全防控措施提供了依據(jù),從而有效避免安全事故的發(fā)生。

3.1.4 油液磨屑分析技術(shù)

油液磨屑分析技術(shù)能夠檢測煤礦機(jī)械設(shè)備中油液品質(zhì)、磨損等理化指標(biāo),同時(shí),操作人員也可將油液磨屑分析技術(shù)應(yīng)用于煤礦機(jī)械設(shè)備整體壓力結(jié)構(gòu)和外部數(shù)據(jù)的調(diào)整工作上,然后再對所提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀分析,準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)油液磨屑的真實(shí)狀態(tài),然后再根據(jù)其表現(xiàn)出的特點(diǎn)對設(shè)備的運(yùn)行情況做出判斷和分析,最終確定設(shè)備中的故障問題。

3.2 煤礦機(jī)械設(shè)備的維修與養(yǎng)護(hù)

設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障問題是不可避免的,所以這就要求相關(guān)工作人員必須對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行日常維修和養(yǎng)護(hù)。

3.2.1 制訂故障維修的應(yīng)對方案

如果工作人員缺乏科學(xué)的設(shè)備維修方案,那么當(dāng)煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí),就必然會(huì)延長對設(shè)備的維修時(shí)間,不僅容易損壞設(shè)備,同時(shí)還容易造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,因此必須要制訂出一套比較科學(xué)、完善的設(shè)備故障維修應(yīng)對方案。一方面,要進(jìn)行日常維修處理,即當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障等問題時(shí),維修人員必須結(jié)合實(shí)際情況選擇最佳方案來對設(shè)備進(jìn)行及時(shí)處理。另一方面,要結(jié)合礦井本身的工作環(huán)境來制定一套有較強(qiáng)針對性的煤礦機(jī)械設(shè)備應(yīng)用和管理標(biāo)準(zhǔn),并堅(jiān)持定期檢查,從而制訂出比較系統(tǒng)的設(shè)備維修方案。

3.2.2 做好預(yù)測維修工作

預(yù)測維修是指在煤礦機(jī)械設(shè)備正常使用的情況下,維修人員借助一些科學(xué)的方法去檢測其運(yùn)行狀況,進(jìn)而判斷出設(shè)備的真實(shí)工作狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)了異常,還可以對發(fā)生故障問題的位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位,既可以縮短維修時(shí)間又能節(jié)省維修成本。這樣一來,相關(guān)工作人員就能根據(jù)離線和在線的檢測結(jié)果來進(jìn)一步明確設(shè)備的運(yùn)行狀況及相關(guān)數(shù)據(jù),從而找到問題和對應(yīng)的維修措施。這不僅可以很好地延長設(shè)備中零部件的使用壽命,同時(shí)又能幫助人們提前找到隱藏其中的故障隱患,從而為今后設(shè)備的良好運(yùn)行做好準(zhǔn)備。

3.2.3 加強(qiáng)日常的養(yǎng)護(hù)工作

煤礦機(jī)械設(shè)備的管理人員必須對設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)工作引起高度重視,并且挑選固定的時(shí)間去檢修,否則不僅會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行,還可能大大增加維修的成本。首先,要制定一套具體的設(shè)備保養(yǎng)細(xì)則,例如:每次設(shè)備運(yùn)行結(jié)束以后,要求操作員都要對一些主要的零部件和各零件連接處進(jìn)行檢查,看看是否存在裂變、松動(dòng)、磨損等問題,并進(jìn)行及時(shí)處理。其次,在設(shè)備停機(jī)以后,相關(guān)人員必須認(rèn)真清潔機(jī)身,而對于一些需要保持干燥的機(jī)械設(shè)備則要做好對應(yīng)的防潮工作。最后,必須對機(jī)械設(shè)備的油損耗情況進(jìn)行日常檢查,只有在機(jī)油達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍的時(shí)候才能進(jìn)行煤礦資源的開采工作。

3.2.4 注重設(shè)備的改善維修

所謂的改善維修,主要是指工作人員針對煤礦機(jī)械設(shè)備中存在的運(yùn)行障礙、產(chǎn)品質(zhì)量、經(jīng)常性故障等問題進(jìn)行改善維修。因此,這是一項(xiàng)比較精細(xì)的工作內(nèi)容,需要維修人員深入其中認(rèn)真檢查煤礦機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)和零部件等,然后再考慮相關(guān)企業(yè)的實(shí)際需求來對設(shè)備加以改進(jìn)和完善。由此可見,對煤礦機(jī)械設(shè)備的改善維修更符合煤礦企業(yè)的未來發(fā)展需求,而這對今后煤礦企業(yè)是否能夠繼續(xù)維持煤礦的開采工作有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)語

總而言之,只有煤礦機(jī)械設(shè)備在正常運(yùn)行的情況下,才能讓我國煤礦資源的保持高效開采,而為了降低煤礦設(shè)備的故障率,相關(guān)工作人員就必須做好煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)和故障診斷工作。在維護(hù)煤礦機(jī)械設(shè)備的過程中,必須做好運(yùn)行檢查、零件更換、維護(hù)記錄等各項(xiàng)基礎(chǔ)工作,為了更有效地避免設(shè)備出現(xiàn)故障問題,還需要相關(guān)人員合理應(yīng)用故障診斷技術(shù)來確定設(shè)備出現(xiàn)故障的類型、原因等,從而盡可能提高設(shè)備的維修成效。

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