煤矿机械设备故障诊断及维修技术探讨

韩露

摘 要： 煤矿机械设备作为煤矿生产的“主力军”，对于提升煤矿生产产量，提升煤矿企业经济效益具有重要的影响意义。文章以煤矿机械设备故障诊断及维修技术为研究对象，首先针对煤矿机械设备故障诊断常用方法进行了具体的阐述分析，随后分析了煤矿机械设备维修技术，以供参考。

关键词： 煤矿机械设备；故障诊断；维修技术

我国当前煤矿开采发展迅猛，而煤矿机械设备作为煤矿开采的主要工具，其自身的设备的安全稳定性对于整体煤矿生产发展具有较为直接的影响。基于此，为进一步保障煤矿故障能够及时得到有效的治理，很有必要对煤矿机械设备故障诊断及维修技术进行分析探讨，从而有效促进煤矿生产企业平稳、快速的发展。

一、煤矿机械设备故障诊断常用方法

（一）温度在线检测故障诊断法

对于煤矿机械设备来说，工作过程中机械设备会产生一定的热量，尤其是在一些比较容易产生热量机械设备部位，例如轴承、铰链、齿轮等，若这些部位工作温度异常，则说明煤矿机械设备存在异常。而采用温度在线监测故障诊断法即是在上述这些位置处进行温度传感器的安装，从而实现对这些关键部位工作温度的在线监测，从而达到在线故障检测的目的。例如，对于采煤机截割滚筒内轴承来说，如果其在工作过程中出现了较大的磨损问题，那么在互相摩擦的情况下，滚筒支承轴承的位置及轴承处的温度会出现快速异常升高现象，从而温度传感器的监测下，就能够及时感知到这一变化，从而根据温度传感器出现的异常温度值可判定滚筒工作有异常，并且可根据温度传感器所在位置，实现异常的源头的准确定位。在对采煤机设备故障监测中，通过利用温度在线故障检监测方法，既可以实现对这些部位的连续实时监测，并能够对历史温度变化数据加以记录，使得采煤设备的工作状态实时反映出来，还能够进一步对相应故障状态和发展趋势进行预测，提升故障诊断监测的效果。该方法优势是故障检测结果准确，反映快速灵敏，能够对设备的工作状态实时监控；缺点是对于电气系统的故障诊断效果有些局限，只能通过检测到温度变化这一故障因素，且对热电偶传感器的设计和安装具有非常高的要求。

（二）超声波无损在线故障检测技术

所谓无损检测技术即是指在对煤矿机械设备进行故障检测诊断过程中，一是对是被检测对象表面不会造成损害，二是检测时也不需要坡坏被测对象内部组织，而是利用声、电、热、磁等多种形式对被检测对象表面进行穿透扫描，如果被检测对象本身内部结构存在异常或缺陷，那么相应穿透过去的热、声、电、磁等会发生一定的变化，根据这些变化，既可以诊断出被检测对象的内部存在哪些缺陷故障，在煤矿机械设备故障诊断中，比较常用的一种无损检测技术即是超声波无损检测法技术。由于超声波具有很强的穿透性，并且相应的超声波检测仪器十分灵敏，因此在针对煤矿机械设备零件检测方面，可以利用超声波无损检测技术，既不会对零件本身造成破坏，又能够检测出煤矿机械关键零件可能任何损伤问题，并根据反应出的声波波形变化分析，可以对零件是否可以维修或更替进行进一步的评估判断。例如对于煤矿机械设备中一些锻件及焊接件，针对锻造类零件，损伤部位一般位于凹槽处、轴肩或轴颈，传统检测法需要拆卸主轴，费时费力，因此可采用超声波无损检测技术，通过在端面或者周向进行超声探测。而对于焊接件来说，主要用于检测焊接件的完整性与安全性，因此在检测时不能破坏焊件本身，因此在检查诊断过程中，可采用超声波无损检测技术，通过对其关键焊缝进行故障检测，即可达到诊断检测的目的。

（三）红外热成像在线故障诊断方法

实际上，在自然界中，如果物体的表面温度超过了绝对零度，即为产生一种会辐射的电磁波，这种处于特殊波段的信号虽然人的肉眼无法看到，但可以利用红外热像仪进行接收，并经过一系列复杂的转化，将其转化为视频信号，实现红外热图像生成。具体来说，该仪器主要包括红外探测器、光学成像物镜、红外光学系统等，其中在红外光学系统帮助下，能够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，最终转换成标准视频信号，生成红外热图像。红外热成像故障检测诊断方法就是利用红外热像仪，通过对煤矿机械设备表面所辐射的红外热能进行实时监测，然后通过观察生成的热图像，从中找出图像中的温度异常点，并对该点温度值异常进行测量，进而达到对煤矿机械设备故障诊断的目的，该方法属于非接触在线方法诊断，侧量煤矿设备机械温度时也不需要接近设备表面，因此有效解决了常规温度传感器布线难的问题。在煤矿机械设备故障诊断方面具有显著的优势。

（四）振动在线故障诊断检测方法

煤矿机械设备在工作运行过程中，其作为一个系统整体，无论是转子出现缺陷故障，还是支撑系统出现问题，都会引发设备出现异常振动现象。并且对于煤矿机械设备来说，在正常工作时表现出的振动量具有一定的规律性，主要表现为在时域和频域方面具有一定的数据特征，而这些特征反应出的规律性即是振动在线检测方法所依据的检测标准，在具体检测过程中，一旦实际振动数据的特征量与正常工作情况下的规律性存在不符合问题，即可判定设备的运行存在异常或故障隐患。从而达到对煤矿机械设备的故障诊断检测目的。该技术实施操作简单，并且检测得到的数据特征量的规律能够通过图表的方式直接展示出来，更加直观明了，因此在实际生产中应用较为广泛。

二、煤矿机械设备维修技术

针对煤矿机械设备维修技术方面，需要包含以下四大类：

一是事后维修技术方式，这种维修技术方式是最早的一种维修方式，也是比较常规的一种维修方式。简单来说即是在设备损坏后，然后再进行拆卸维修，或者进行零部件更换。这种维修方式缺乏计划性，属于一种应急维修技术，事后维修具有被迫停机次数多、意外事故多、影响时间长等特点，并且维修花费的成本较高，停产损失也较大。

二是预防性维修，该维修方式是继事后维修之后产生的一种维修方式，是对事后维修的一种改良，它通过定期对设备进行维修与检查，在一定程度上能够避免因设备长时间得不到维护而酿成更大的事故缺陷是维修检查次数较多、设备停机次数多问题依然存在，并且维修检查时间长，导致煤矿生产产量减少，相应产生的维修费用也较多。

三是预知性维修技术，其与传统预防性维修不同之处在于，其通过利用在线检测诊断技术能够对设备故障进行预测，一般检测到设备具有故障发生的预兆，例如设备温度异常升高、设备振动频率异常等，就能在设备故障造成损失前进行维修处理，有效减少停机次数，减少维修费用，但对于设备故障发生频率减少却没有实质性作用。

四是主动预防性维护，在大型机械液压系统的维修中具有广泛的应用，一方面通过检测油质与油液污染，及时发现事故发生隐患；一方面能够优化油液净化的方法，使得介质使用寿命得到有效的延长。

三、总结

综上所述，随着我国科学技术的不断发展进步，针对煤矿机械设备的故障诊断与维修技术方式也在不斷地进步发展，通过实时的对煤矿机械设备故障进行诊断检测，有利于及时发现故障原因及位置，从而为后续的故障维修提供了有力的支持，有效避免了故障造成的损失进一步扩大，保证煤矿机械设备的正常运行，有效提升了煤矿经济效益。

参考文献

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