煤矿机电设备故障诊断技术研究

郑瑞辉

摘  要：煤矿井下环境恶劣，且许多机电设备处于高负荷运行状态，机电设备很容易发生各种故障，严重影响到矿井的正常生产。因此，需要对机电设备发生的故障进行快速维修。为了实现对机电设备故障的快速维修，需要准确地对发生的故障进行诊断。本文分析了煤矿机电设备的一些常见故障及诊断方法，并给出了维修技术和机电故障的预防对策。

关键词：机电设备;故障诊断;分析

机电设备在使用期间通常避免不了的会出现某些故障，在运行期间的故障不但能使机器的性能受到影响，也影响着安全生产，因此务必要在煤炭生产机电设备的运行期间，进行有效合理的预防，如果发生故障，应尽快采用科学的故障诊断技术，准确地查找原因，及时维修。

1煤矿机电设备故障分析

1.1故障的表现形式

由于煤矿机电设备的基本构造、运动形式以及操作状况的不同，其故障的表现形式也各不一样。煤矿机电设备的故障形式主要表现在以下几个方面：①设备性能参数的突然降低;②电压和电流发生剧烈变化;③出现过热现象;④大量地增加磨损残留物;⑤裂纹的形成与扩展;⑥声响异常;⑦排气成分发生变化;⑧出现振动的异常等现象。

1.2 故障的发展阶段

煤矿机电设备故障的发生一般可以分为三个阶段：第一阶段，早期故障期。此阶段又称磨合期，机电设备刚投入到生产中故障率一般会很高，经过不断的调试、修理逐渐减少故障的出现。此阶段的故障多是由于设备本身的设计、制作缺陷或是不良环境造成的。第二阶段，偶发故障期。此阶段设备故障率已经慢慢趋于稳定，多是随机发生的故障，也可说这是机电设备最佳状态期。此时的故障多源于工作使用不当以及维修不力造成的。第三阶段，耗损故障期。随着使用时间不断增加，在设备使用后期，故障也会开始慢慢增多，主要是因为设备的零件随着使用的频率增大，其磨损也越来越严重，逐渐出现老化、疲劳、腐蚀等现象。

2故障分析步骤

故障原因分析是一门综合性学科，它融合了机械的构造知识、系统分析、结构分析、测试分析以及有关疲劳、断裂、磨损、腐蚀等各种学科的知识。对故障分析主要包括以下步骤：

2.1现场调查

通过对故障出现的时间、现场状态、先后步骤等背景数据和设备运行状况的了解;拍照固定故障实况;查找故障件的出厂图纸、使用说明、检测资料等原始资料，以及设备运行中的保养记录等;还要对故障件经过处理后开展先期的勘验、测量，并妥善保管。

2.2判断原因

运用科学合理的方法测定故障产生原理，总结故障产生原因。可以采用对设备进行温度检测，将其变化制成图表;也可以对设备的精密性进行检验，如设备的性能是否受损，零部件是否正常运转等等。在对检测数据进行分析时，可以借助数学和物理模型，使故障分析结果更具象化，以便有效的排除故障。

2.3分析结论

任何故障分析行为进行至特定时间或者相应的鉴定活动完成后，工作中收集的各类信息、分析过程书面材料、人员操作行为调查材料以及检测结果等，依据产品设计、使用材质、生产工艺、设备运行等不同分类，将发生的问题汇总、全面解析并辨识解决，最后形成有清楚观点和可行性意见的结论材料。形成的结论既可以指导今后作业、保存信息、分享成果，同时也是对可能出现的索赔和法律仲裁保存证据资料。

3煤矿机电设备故障诊断技术

3.1参考故障历史记录诊断技术

参考故障历史记录诊断技术的根本所在是煤矿机电设备系统的构成原理，从而对显著的故障开展映射分析，以及一一地测试和监测会出现故障的附近有关的部件，从而对故障的位置及其原因进行确定。当前，参考故障历史记录诊断技术是煤矿机电设备的维护与应用手册。并且，在不断地处理问题后，历史诊断记录和经验成为将来诊断故障的依据，可以对出现故障的范围或者是部件进行迅速地确定。

3.2无损测量故障诊断技术

随着故障诊断技术的不断向前发展，更为先进诊断技术应运而生，主要有超声波无损检测、磁粉检测、渗透检测、声全息监测等。当对机电设备内部进行故障检测时可以采用中子检测技术、微波检测技术、射线检测技术等。机电设备的无损检测技术是在不损害机电设备的前提下，对机电设备内部结构故障或者外部进行故障分析，在具体应用中应根据矿井设备的材质，加工程度及故障产生的因素等综合确定故障诊断技术，保证能有效对机电故障进行检测。

3.3温度诊断法

大多数煤矿机电设备出现故障时，温度会升高。例如局部部件温度升高、绕组温度升高等。设备运行受到了阻碍，导致驱动力不断增加、过电流引发温度升高。通过温度能够在一定程度上判断故障的存在，如果出现局部部件温度升高，还能够通过温度高的位置粗略确定故障点。温度升高可以分为明显的温度升高和细微的温度升高;前者只需通过人工观察即可判定，后者單依靠人工很难确认，需要采用相应的测温设备来进行测量。温度诊断法的应用十分方便有效，但是存在深度不足的问题，诊断中还需要结合其他方法来确认结果。

3.4仪器诊断技术

仪器诊断技术要求通过一定的仪器收集煤矿机电设备的一些数据，像是力矩、温度、转速、压强等，再借助计算机归纳和运算数据，通过一些显像装置加以演示，进而对问题进行确定和处理。如此的技术的优势是便于携带、功能性完善、非接触式等，并且这种方法的智能化水平比较高。当今，经常液压的诊断仪器有综合型、专用型、通用型这几种。

3.5铁谱诊断法

铁谱技术用于煤矿机电设备的监测虽然时间不长，但已取得了比较好的效果，铁谱监测的仪器，如旋转式铁谱仪、颗料定量仪等，在煤炭系统已研制成功，并投入了成功的使用。铁谱分析的原理是：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，则成谱片，以供观测和分析，可以用铁谱显微镜进行观测和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。

3.6拆卸诊断检测技术

为了诊断机械故障的具体信息，必须将机械外壳拆卸并将其运转，通过观察了解每一个机件的运作状态，确认故障信息;对于一些精密的设备，可以借助计算机等信息化设备来进行分析。这种方法在应用时，主要作为上述几种方法的后续方法来进行，例如通过温度诊斷法确认故障存在，那么之后就可以采用拆卸诊断法来分析故障

4 结束语

在机电设备发生技术故障后，需要技术维修人员对设备故障进行诊断，作为故障排除的第一步，其实施效率将在很大程度上影响了维修效果。在进行故障诊断时可以利用各项数据来进行分析，如电功率、电流、电压以及运转速度等，利用最短的时间来确定故障发生部位以及原因，进而才能确定维修方案。选择一个有效的故障诊断技术，可以避免维修人员故障处理时时间的浪费，提高故障部位与原因确定的效率，最大程度地减少了漏修与维修过度情况的发生，保证设备各个零件均可以得到充分的利用与维护，提高其运行效率。

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