煤礦機械故障診斷和維修淺談
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摘要：在開采煤礦資源的過程中，煤礦機械設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，也是煤礦固定資產(chǎn)的關(guān)鍵組成。經(jīng)濟社會不斷發(fā)展進步，對于煤礦資源的需求量越來越多，因此在開采煤礦的過程中，煤礦機械設(shè)備使用頻率相對較高，導(dǎo)致發(fā)生故障的概率逐漸提升，甚至成為引發(fā)煤礦行業(yè)危險事故的重要原因之一。在煤產(chǎn)開采過程中，一旦出現(xiàn)煤礦機械設(shè)備故障，極易影響到開采的進度，削弱煤礦整體經(jīng)濟效益，甚至?xí){到煤礦機械生產(chǎn)人員的人身安全。由此，煤礦企業(yè)應(yīng)該高度重視對機械故障的診斷與維修，合理分析其中存在的一些原因，采取針對性的維修模式，保證煤礦機械設(shè)備穩(wěn)定運行。
關(guān)鍵詞：煤礦機械；故障；診斷；維修
科技迅猛更迭，特別是在煤礦產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，機械設(shè)備的應(yīng)用更加普遍?，F(xiàn)階段，處于機械化時代背景下，不同的行業(yè)、不同的領(lǐng)域、不同的工作中都對機械設(shè)備高標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是煤礦機械設(shè)備的應(yīng)用?？紤]到大多數(shù)煤礦機械設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境以地下為主，周邊環(huán)境相對嘈雜惡劣，容易出現(xiàn)一些低凹不平情況，對于機械設(shè)備的損耗相對較大，甚至?xí)?dǎo)致一些機械設(shè)備頻頻發(fā)生故障。這些問題將會埋下巨大的危險與隱患，制約著煤礦企業(yè)的長遠發(fā)展。因此，煤礦行業(yè)應(yīng)該加大對機械設(shè)備的有效研究與改革，創(chuàng)新機械設(shè)備的維修方法，確保機械設(shè)備能夠準(zhǔn)時投入使用當(dāng)中。
1.煤礦機械設(shè)備的基本特征與使用現(xiàn)狀
(1)煤礦機械設(shè)備的特征
根據(jù)煤礦生產(chǎn)的相關(guān)記錄統(tǒng)計來看，露天煤礦占據(jù)總體煤礦總量的1/10，因此大多數(shù)煤礦開采的環(huán)境都是井下作業(yè)，由此導(dǎo)致了煤礦機械設(shè)備的養(yǎng)護和維修存在一定的難度。相較于傳統(tǒng)型的農(nóng)業(yè)機械設(shè)備而言，煤礦機械設(shè)備的特點更加顯著。第一，煤礦開采通常處于陰暗的井下環(huán)境工作。如下圖1所示。由于煤礦開采難度相對較大，機械設(shè)備必須要深入到一定程度的井下礦井中才能夠工作。地下環(huán)境相對幽深，缺乏自然光線，煤礦開采的深度需要在一定的范圍之內(nèi)，照明條件相對較差。機械設(shè)備通常會在一些不明區(qū)域出現(xiàn)故障，維修相對困難，同時礦井周邊存在一些煤灰等雜質(zhì)，極易對人體造成傷害，比如一些有害氣體、有毒液體等。在這種環(huán)境下工作，無論是煤礦工人還是機械設(shè)備都應(yīng)該定期加強檢查，否則容易引發(fā)各類安全問題和機械故障問題[1]。第二，機械設(shè)備工作時間相對較長。眾所周知，開采煤礦資源的過程中，礦井工作不分晝夜，煤礦工人可以進行采取輪崗制休息，但是機械設(shè)備始終處于高強度工作狀況下，要面臨著高速運轉(zhuǎn)，在震動、摩擦、沖擊等外力下工作，如果缺少必要的維護與保養(yǎng)，極易出現(xiàn)機械故障問題。
(2)煤礦機械設(shè)備的使用情況
第一，煤礦機械設(shè)備使用水平相對偏低?？萍嫉陌l(fā)展助推了煤礦企業(yè)開采設(shè)備與開采人員的更新。然而，縱觀當(dāng)前煤礦企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來說，對于機械化設(shè)備的使用率相對較低，考慮到一些煤礦企業(yè)缺乏足夠的資金實力，現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備意識薄弱，開采技術(shù)相對落后，嚴(yán)重影響了煤礦開采設(shè)備的使用率。一些礦產(chǎn)企業(yè)仍然在運用低效率的煤礦機械設(shè)備，無法保證煤礦的開采精度與總體效率。雖然一些企業(yè)購進了一大批技術(shù)含量較高的現(xiàn)代化煤礦機械設(shè)備，但是由于技術(shù)人員存在能力和思想上的短板，在實際應(yīng)用機械設(shè)備的過程中仍然存在著障礙，由此導(dǎo)致煤礦機械設(shè)備整體使用效率較低，亟待加強改革促進煤礦機械設(shè)備的使用[2]。第二，煤礦機械生產(chǎn)的能力有待進一步提升。當(dāng)前，從煤礦生產(chǎn)研究的情況來說，開發(fā)使用設(shè)備的頻率相對較低。因此，亟待創(chuàng)新煤礦機械設(shè)備的使用，引進更先進的煤礦生產(chǎn)思想，特別是在開發(fā)引進新機器的過程中，應(yīng)該多研習(xí)一些新型的生產(chǎn)設(shè)備，加快核心技術(shù)的研發(fā)。我國煤礦生產(chǎn)行業(yè)正在不斷向發(fā)達國家進軍，同時學(xué)習(xí)先進的發(fā)達國家技術(shù)理念，國家增加了資金儲備，技術(shù)儲備，人員儲備力量等，為促進煤礦機械生產(chǎn)做出了巨大的努力。因此，就總體生產(chǎn)而言，我國煤礦機械設(shè)備的生產(chǎn)研究仍然有待優(yōu)化提升，若想實現(xiàn)國際化生產(chǎn)路線，還有很長的路要走。
2.分析煤礦機械設(shè)備產(chǎn)生的故障種類
在煤礦的實際開采生產(chǎn)過程中，會消耗更多的成本、人工勞動力、生產(chǎn)工具、機械設(shè)備等。時間一長，煤礦機械設(shè)備的使用消耗相對較大，所以也會產(chǎn)生一定的自然破損，引發(fā)機械故障。在不同的環(huán)境條件下，煤礦機械設(shè)備所發(fā)生的故障損害程度、故障的層次、故障發(fā)生的原因等都有一定的差異性。所以，對于煤礦機械設(shè)備的故障應(yīng)該結(jié)合不同的原因及程度進行有效分類。
(1)根據(jù)機械設(shè)備產(chǎn)生故障的原因進行分類
煤礦機械設(shè)備按照不同的原因，導(dǎo)致的故障大體分為這幾種類型：一是機械設(shè)備損壞發(fā)生故障。主要因素在于，一些機械的零部件出現(xiàn)斷裂、壓痕、腐蝕、銹蝕、變形等情況導(dǎo)致故障發(fā)生。二是設(shè)備退化發(fā)生故障。原因在于，一些煤礦機械設(shè)備由于人工操作不正確，導(dǎo)致異常磨損，一些零部件出現(xiàn)過度老化甚至發(fā)生脫落的危險。三是失調(diào)型故障。原因在于一些機械設(shè)備壓力過大或過小，難以控制好壓力的大小導(dǎo)致故障發(fā)生。四是松脫型故障，原因在于機械設(shè)備的一些零部件由于沒有及時檢查和維修，導(dǎo)致脫落、松動的情況出現(xiàn)故障。五是功能失效，產(chǎn)生故障。一些機械設(shè)備在實際工作生產(chǎn)過程中，由于機械堵塞，嚴(yán)重滲漏等不良情況導(dǎo)致機械設(shè)備功能沒法正常工作[3]。
(2)根據(jù)機械故障發(fā)生的程度進行分類
如果按照煤礦機械設(shè)備發(fā)生故障的嚴(yán)重程度不同，按照不同的時間節(jié)點所產(chǎn)生的損耗故障分類。展開來說，幾種故障的特征如下：一是設(shè)備早期故障大多在機械設(shè)備的磨合使用期，由于機械設(shè)備在生產(chǎn)和設(shè)計時存在一定的不足，一旦操作不當(dāng)便會產(chǎn)生故障。二是偶發(fā)性故障。在機械設(shè)備已經(jīng)使用過一段時間之后，并且能夠穩(wěn)定工作。但是可能發(fā)生偶然故障，導(dǎo)致?lián)p失相對較大。這種故障發(fā)生率屬于偶然現(xiàn)象，也是正常預(yù)測范圍內(nèi)發(fā)生。第三，高頻使用導(dǎo)致耗費故障。這些設(shè)備使用時間相對較長，將會發(fā)生程度較高的故障，由此導(dǎo)致機械設(shè)備逐漸進入尾聲階段，加速機械設(shè)備各個部件的老化和磨損。煤礦企業(yè)應(yīng)該高度注意，否則可能會威脅到個人的人身安全。
3.煤礦機械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用策略
(1)對早期的機械故障采取超聲無損檢測技術(shù)
在對煤礦機械設(shè)備開展檢測工作中，運用無損檢測技術(shù)能夠在不損害設(shè)備的情況下，保證檢測結(jié)果的精準(zhǔn)性。所謂無損檢測技術(shù)，主要按照超聲波檢測的方式從各個方位對煤礦機械設(shè)備的磨損以及產(chǎn)生故障的原因進行檢驗，并且從檢測出來的各項專業(yè)數(shù)據(jù)，結(jié)合裝置的物理設(shè)備，了解到機械設(shè)備在工作中的實際運行情況，并加強數(shù)據(jù)監(jiān)測超聲波檢測出的波段數(shù)據(jù)。煤礦機械人員利用一些專業(yè)化的設(shè)備手段，對比數(shù)據(jù)完成對煤礦機械設(shè)備的整體檢測。一旦出現(xiàn)故障，會按照檢測出的原因采取針對方法進行維修解決[4]。
(2)對偶發(fā)性故障采取紅外溫度診斷技術(shù)檢測
當(dāng)煤礦機械設(shè)備發(fā)生故障時，利用紅外溫度診斷技術(shù)，主要是對機械處于正常狀態(tài)下溫度變化的情況來進行診斷。由于地下環(huán)境相對復(fù)雜，機械設(shè)備產(chǎn)生故障的時候會發(fā)生不正常運轉(zhuǎn)與路線偏移的狀況，結(jié)合紅外溫度記錄測量的結(jié)果判斷出故障的發(fā)生原因以及損壞程度。采用溫度檢測器、紅外溫度檢測裝置等都會檢測出不正常的溫差，判斷機械設(shè)備是否屬于正常的工作狀態(tài)。同時，利用這種技術(shù)也能夠準(zhǔn)確定位機械設(shè)備故障的具體位置，便于在日后維修過程中加強診斷，采取合理的維修策略，如圖2所示。(3)對高頻故障采取震動檢測技術(shù)法檢測對于機械設(shè)備的檢測，采取物理手段，既要檢測到設(shè)備的實際溫度，同時可以檢測機械設(shè)備的震動幅度。在機械設(shè)備運行正常時的震動信號有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以煤礦機械人員可以通過震動檢測器來對設(shè)備的震動頻率加以監(jiān)測，如果機械設(shè)備出現(xiàn)故障，震動的頻率會出現(xiàn)巨大的波動。借助于震動檢測器可以了解到煤礦機械設(shè)備發(fā)生的故障，并加強維修和檢測工作，同時利用檢測技術(shù)也能夠?qū)γ旱V機械設(shè)備故障區(qū)域精準(zhǔn)判定，減少后期的維修成本和維修時間。震動監(jiān)測技術(shù)使用的方法相對簡單，投入成本較少，因此對于技術(shù)人員的要求相對較低，在實際應(yīng)用的過程中范圍較廣，可以直接應(yīng)用到煤礦機械設(shè)備的檢測制度當(dāng)中。
(4)利用油液磨屑分析法
在運用煤礦機械設(shè)備的過程中，機械設(shè)備的齒輪在高頻率摩擦的過程中會出現(xiàn)碎屑，一旦透過縫隙進入到潤滑液中，便會影響到潤滑液的成分，由此可以直接判斷出機械設(shè)備的運行狀況。所以，借助于現(xiàn)代油液分析技術(shù)，包括鐵譜分析技術(shù)、光譜分析儀，對這些設(shè)備進行近距離的觀測，可以結(jié)合顆粒的成份、具體大小、分工密度等情況，準(zhǔn)確判斷煤礦機械設(shè)備是否運行正常。一旦出現(xiàn)故障，也可以及時檢測出來[5]。
4.煤礦機械設(shè)備故障維修的有效措施
(1)提前做好防范維修工作
根據(jù)以往無工作經(jīng)驗可以得知，煤礦機械設(shè)備的保護與維修應(yīng)該提前主動做好防范預(yù)警，對于機械設(shè)備中出現(xiàn)的故障進行診斷與維修。由于一些機械設(shè)備在實際使用過程中，經(jīng)常會發(fā)生溫度高導(dǎo)致故障和磨損突然停止工作的情況。通過一些主動的策略，可以避免出現(xiàn)這種問題。為此，煤礦機械工作人員應(yīng)該提前了解到設(shè)備的實際運行狀況，通過檢測設(shè)備與維修頻率等，做好詳細的記錄，保證提升煤礦機械的整體性能，加強對煤礦機械設(shè)備的主動維修。如下圖3所示。
(2)在使用過程中加強預(yù)防維修
煤礦設(shè)備運行過程中的維修與事前維修工作存在一定的共同點，主要是及時發(fā)現(xiàn)機械設(shè)備的運行狀況，如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)該加強對這些設(shè)備的養(yǎng)護，避免出現(xiàn)任何機械故障和事故。在日常的檢測過程中，應(yīng)該加強對機械設(shè)備性能的檢測，如果機械性能出現(xiàn)損害，應(yīng)該對機械的整體設(shè)備進行檢查，消除故障的風(fēng)險與隱患，保證在故障發(fā)生之前完成機械設(shè)備的整體檢測與檢驗，做好預(yù)防工作[6]。
(3)加強對機械設(shè)備使用之后的維修
對于煤礦機械設(shè)備使用之后的維修是必須要進行的步驟。在經(jīng)歷一次大型煤礦資源的開采工作之后，這些設(shè)備往往會產(chǎn)生性能耗損和設(shè)備磨損的情況，只有對煤礦機械設(shè)備進行全面維修檢查，才能夠保證煤礦的設(shè)備正常使用。通過檢查機械設(shè)備可能會受到的損傷以及故障，提前運用合理的方式來彌補機械設(shè)備中的種種不足。具體采用何種方式，應(yīng)該結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷與技術(shù)故障分析等，加強設(shè)備的維修，及時更換部件。這種方式與其他維修方式相比，可能會增加一定的時間成本，但是可以避免更大的經(jīng)濟損失與財產(chǎn)損失。然而，當(dāng)前一些企業(yè)并未采取事后維修的方法，導(dǎo)致一些煤礦機械設(shè)備維護較難。所以，煤礦負責(zé)人應(yīng)該從主觀意識上改變，加強對維修工作的重視。
(4)煤礦機械設(shè)備的優(yōu)化維修
在對煤礦機械設(shè)備進行改善維修的過程中，主要是優(yōu)化煤礦機械設(shè)備的整體性能?？紤]到煤礦機械設(shè)備在采買過程中，可能出現(xiàn)設(shè)計問題和隱性故障。為了保證煤礦機械設(shè)備能夠正常投入生產(chǎn)使用，在采礦作業(yè)時應(yīng)該加強對煤礦機械設(shè)備的改善，技術(shù)人員應(yīng)該全面了解到煤礦機械設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)與具體功能，按照采礦的具體需求加以調(diào)整。通過二次改善，能夠補齊煤礦機械設(shè)備中存在的短板，優(yōu)化設(shè)備的整體性能，提高煤礦機械設(shè)備整體運作效率，促進煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益的不斷增長。優(yōu)化維修技術(shù)在實際工作中成本相對較小，能夠充分滿足當(dāng)前煤礦企業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展需求，因此應(yīng)該值得進一步推廣。5.結(jié)束語在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)開采工作中，機械化設(shè)備的使用效率與運行質(zhì)量直接影響著企業(yè)是否能夠穩(wěn)定發(fā)展。所以，煤礦企業(yè)應(yīng)該高度重視對煤礦機械化設(shè)備的檢測，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)各類故障，應(yīng)該加強檢修，同時要詳細了解故障出現(xiàn)的原因，加強總結(jié)，避免再次出現(xiàn)這樣的錯誤。煤礦人員也應(yīng)該按照一定期限對機械設(shè)備加強維護，保證機械化設(shè)備能夠始終處于最佳的狀態(tài)工作，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。煤礦機械化設(shè)備的工作人員應(yīng)該提升檢修能力，時刻關(guān)注機械設(shè)備的使用情況，為機械化設(shè)備保駕護航。
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作者:王偉發(fā) 單位:晉能控股煤業(yè)集團倉儲供應(yīng)分公司
