煤礦機(jī)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(jī)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(jì)社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步，對(duì)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(jī)械設(shè)備使用頻率相對(duì)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(xiǎn)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(jī)械設(shè)備故障，極易影響到開采的進(jìn)度，削弱煤礦整體經(jīng)濟(jì)效益，甚至?xí){到煤礦機(jī)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(duì)機(jī)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(duì)性的維修模式，保證煤礦機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)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(jī)械設(shè)備的應(yīng)用更加普遍?，F(xiàn)階段，處于機(jī)械化時(shí)代背景下，不同的行業(yè)、不同的領(lǐng)域、不同的工作中都對(duì)機(jī)械設(shè)備高標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用?？紤]到大多數(shù)煤礦機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境以地下為主，周邊環(huán)境相對(duì)嘈雜惡劣，容易出現(xiàn)一些低凹不平情況，對(duì)于機(jī)械設(shè)備的損耗相對(duì)較大，甚至?xí)?dǎo)致一些機(jī)械設(shè)備頻頻發(fā)生故障。這些問題將會(huì)埋下巨大的危險(xiǎn)與隱患，制約著煤礦企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，煤礦行業(yè)應(yīng)該加大對(duì)機(jī)械設(shè)備的有效研究與改革，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)備的維修方法，確保機(jī)械設(shè)備能夠準(zhǔn)時(shí)投入使用當(dāng)中。

1.煤礦機(jī)械設(shè)備的基本特征與使用現(xiàn)狀

(1)煤礦機(jī)械設(shè)備的特征

根據(jù)煤礦生產(chǎn)的相關(guān)記錄統(tǒng)計(jì)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(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)和維修存在一定的難度。相較于傳統(tǒng)型的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備而言，煤礦機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)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(duì)較大，機(jī)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(duì)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(duì)較差。機(jī)械設(shè)備通常會(huì)在一些不明區(qū)域出現(xiàn)故障，維修相對(duì)困難，同時(shí)礦井周邊存在一些煤灰等雜質(zhì)，極易對(duì)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(wú)論是煤礦工人還是機(jī)械設(shè)備都應(yīng)該定期加強(qiáng)檢查，否則容易引發(fā)各類安全問題和機(jī)械故障問題[1]。第二，機(jī)械設(shè)備工作時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。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(jìn)行采取輪崗制休息，但是機(jī)械設(shè)備始終處于高強(qiáng)度工作狀況下，要面臨著高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在震動(dòng)、摩擦、沖擊等外力下工作，如果缺少必要的維護(hù)與保養(yǎng)，極易出現(xiàn)機(jī)械故障問題。

(2)煤礦機(jī)械設(shè)備的使用情況

第一，煤礦機(jī)械設(shè)備使用水平相對(duì)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(duì)于機(jī)械化設(shè)備的使用率相對(duì)較低，考慮到一些煤礦企業(yè)缺乏足夠的資金實(shí)力，現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備意識(shí)薄弱，開采技術(shù)相對(duì)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(yùn)用低效率的煤礦機(jī)械設(shè)備，無(wú)法保證煤礦的開采精度與總體效率。雖然一些企業(yè)購(gòu)進(jìn)了一大批技術(shù)含量較高的現(xiàn)代化煤礦機(jī)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(shí)際應(yīng)用機(jī)械設(shè)備的過程中仍然存在著障礙，由此導(dǎo)致煤礦機(jī)械設(shè)備整體使用效率較低，亟待加強(qiáng)改革促進(jìn)煤礦機(jī)械設(shè)備的使用[2]。第二，煤礦機(jī)械生產(chǎn)的能力有待進(jìn)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(duì)較低。因此，亟待創(chuàng)新煤礦機(jī)械設(shè)備的使用，引進(jìn)更先進(jìn)的煤礦生產(chǎn)思想，特別是在開發(fā)引進(jìn)新機(jī)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(guó)煤礦生產(chǎn)行業(yè)正在不斷向發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)軍，同時(shí)學(xué)習(xí)先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家技術(shù)理念，國(guó)家增加了資金儲(chǔ)備，技術(shù)儲(chǔ)備，人員儲(chǔ)備力量等，為促進(jìn)煤礦機(jī)械生產(chǎn)做出了巨大的努力。因此，就總體生產(chǎn)而言，我國(guó)煤礦機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)研究仍然有待優(yōu)化提升，若想實(shí)現(xiàn)國(guó)際化生產(chǎn)路線，還有很長(zhǎng)的路要走。

2.分析煤礦機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的故障種類

在煤礦的實(shí)際開采生產(chǎn)過程中，會(huì)消耗更多的成本、人工勞動(dòng)力、生產(chǎn)工具、機(jī)械設(shè)備等。時(shí)間一長(zhǎng)，煤礦機(jī)械設(shè)備的使用消耗相對(duì)較大，所以也會(huì)產(chǎn)生一定的自然破損，引發(fā)機(jī)械故障。在不同的環(huán)境條件下，煤礦機(jī)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(duì)于煤礦機(jī)械設(shè)備的故障應(yīng)該結(jié)合不同的原因及程度進(jìn)行有效分類。

(1)根據(jù)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行分類

煤礦機(jī)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(jī)械設(shè)備損壞發(fā)生故障。主要因素在于，一些機(jī)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(jī)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(xiǎn)。三是失調(diào)型故障。原因在于一些機(jī)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(jī)械設(shè)備的一些零部件由于沒有及時(shí)檢查和維修，導(dǎo)致脫落、松動(dòng)的情況出現(xiàn)故障。五是功能失效，產(chǎn)生故障。一些機(jī)械設(shè)備在實(shí)際工作生產(chǎn)過程中，由于機(jī)械堵塞，嚴(yán)重滲漏等不良情況導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備功能沒法正常工作[3]。

(2)根據(jù)機(jī)械故障發(fā)生的程度進(jìn)行分類

如果按照煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的嚴(yán)重程度不同，按照不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)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(jī)械設(shè)備的磨合使用期，由于機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)時(shí)存在一定的不足，一旦操作不當(dāng)便會(huì)產(chǎn)生故障。二是偶發(fā)性故障。在機(jī)械設(shè)備已經(jīng)使用過一段時(shí)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(duì)較大。這種故障發(fā)生率屬于偶然現(xiàn)象，也是正常預(yù)測(cè)范圍內(nèi)發(fā)生。第三，高頻使用導(dǎo)致耗費(fèi)故障。這些設(shè)備使用時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，將會(huì)發(fā)生程度較高的故障，由此導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備逐漸進(jìn)入尾聲階段，加速機(jī)械設(shè)備各個(gè)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(huì)威脅到個(gè)人的人身安全。

3.煤礦機(jī)械故障診斷技術(shù)的應(yīng)用策略

(1)對(duì)早期的機(jī)械故障采取超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

在對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備開展檢測(cè)工作中，運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)能夠在不損害設(shè)備的情況下，保證檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性。所謂無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，主要按照超聲波檢測(cè)的方式從各個(gè)方位對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的磨損以及產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行檢驗(yàn)，并且從檢測(cè)出來的各項(xiàng)專業(yè)數(shù)據(jù)，結(jié)合裝置的物理設(shè)備，了解到機(jī)械設(shè)備在工作中的實(shí)際運(yùn)行情況，并加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)超聲波檢測(cè)出的波段數(shù)據(jù)。煤礦機(jī)械人員利用一些專業(yè)化的設(shè)備手段，對(duì)比數(shù)據(jù)完成對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的整體檢測(cè)。一旦出現(xiàn)故障，會(huì)按照檢測(cè)出的原因采取針對(duì)方法進(jìn)行維修解決[4]。

(2)對(duì)偶發(fā)性故障采取紅外溫度診斷技術(shù)檢測(cè)

當(dāng)煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，利用紅外溫度診斷技術(shù)，主要是對(duì)機(jī)械處于正常狀態(tài)下溫度變化的情況來進(jìn)行診斷。由于地下環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障的時(shí)候會(huì)發(fā)生不正常運(yùn)轉(zhuǎn)與路線偏移的狀況，結(jié)合紅外溫度記錄測(cè)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(cè)器、紅外溫度檢測(cè)裝置等都會(huì)檢測(cè)出不正常的溫差，判斷機(jī)械設(shè)備是否屬于正常的工作狀態(tài)。同時(shí)，利用這種技術(shù)也能夠準(zhǔn)確定位機(jī)械設(shè)備故障的具體位置，便于在日后維修過程中加強(qiáng)診斷，采取合理的維修策略，如圖2所示。(3)對(duì)高頻故障采取震動(dòng)檢測(cè)技術(shù)法檢測(cè)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)，采取物理手段，既要檢測(cè)到設(shè)備的實(shí)際溫度，同時(shí)可以檢測(cè)機(jī)械設(shè)備的震動(dòng)幅度。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)的震動(dòng)信號(hào)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以煤礦機(jī)械人員可以通過震動(dòng)檢測(cè)器來對(duì)設(shè)備的震動(dòng)頻率加以監(jiān)測(cè)，如果機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障，震動(dòng)的頻率會(huì)出現(xiàn)巨大的波動(dòng)。借助于震動(dòng)檢測(cè)器可以了解到煤礦機(jī)械設(shè)備發(fā)生的故障，并加強(qiáng)維修和檢測(cè)工作，同時(shí)利用檢測(cè)技術(shù)也能夠?qū)γ旱V機(jī)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(shí)間。震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)使用的方法相對(duì)簡(jiǎn)單，投入成本較少，因此對(duì)于技術(shù)人員的要求相對(duì)較低，在實(shí)際應(yīng)用的過程中范圍較廣，可以直接應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)制度當(dāng)中。

(4)利用油液磨屑分析法

在運(yùn)用煤礦機(jī)械設(shè)備的過程中，機(jī)械設(shè)備的齒輪在高頻率摩擦的過程中會(huì)出現(xiàn)碎屑，一旦透過縫隙進(jìn)入到潤(rùn)滑液中，便會(huì)影響到潤(rùn)滑液的成分，由此可以直接判斷出機(jī)械設(shè)備的運(yùn)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(duì)這些設(shè)備進(jìn)行近距離的觀測(cè)，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(jī)械設(shè)備是否運(yùn)行正常。一旦出現(xiàn)故障，也可以及時(shí)檢測(cè)出來[5]。

4.煤礦機(jī)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(wú)工作經(jīng)驗(yàn)可以得知，煤礦機(jī)械設(shè)備的保護(hù)與維修應(yīng)該提前主動(dòng)做好防范預(yù)警，對(duì)于機(jī)械設(shè)備中出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷與維修。由于一些機(jī)械設(shè)備在實(shí)際使用過程中，經(jīng)常會(huì)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(dòng)的策略，可以避免出現(xiàn)這種問題。為此，煤礦機(jī)械工作人員應(yīng)該提前了解到設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，通過檢測(cè)設(shè)備與維修頻率等，做好詳細(xì)的記錄，保證提升煤礦機(jī)械的整體性能，加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的主動(dòng)維修。如下圖3所示。

(2)在使用過程中加強(qiáng)預(yù)防維修

煤礦設(shè)備運(yùn)行過程中的維修與事前維修工作存在一定的共同點(diǎn)，主要是及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀況，如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這些設(shè)備的養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)任何機(jī)械故障和事故。在日常的檢測(cè)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備性能的檢測(cè)，如果機(jī)械性能出現(xiàn)損害，應(yīng)該對(duì)機(jī)械的整體設(shè)備進(jìn)行檢查，消除故障的風(fēng)險(xiǎn)與隱患，保證在故障發(fā)生之前完成機(jī)械設(shè)備的整體檢測(cè)與檢驗(yàn)，做好預(yù)防工作[6]。

(3)加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備使用之后的維修

對(duì)于煤礦機(jī)械設(shè)備使用之后的維修是必須要進(jìn)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(huì)產(chǎn)生性能耗損和設(shè)備磨損的情況，只有對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)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(jī)械設(shè)備可能會(huì)受到的損傷以及故障，提前運(yùn)用合理的方式來彌補(bǔ)機(jī)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(chǎng)設(shè)備的故障診斷與技術(shù)故障分析等，加強(qiáng)設(shè)備的維修，及時(shí)更換部件。這種方式與其他維修方式相比，可能會(huì)增加一定的時(shí)間成本，但是可以避免更大的經(jīng)濟(jì)損失與財(cái)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(jī)械設(shè)備維護(hù)較難。所以，煤礦負(fù)責(zé)人應(yīng)該從主觀意識(shí)上改變，加強(qiáng)對(duì)維修工作的重視。

(4)煤礦機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化維修

在對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改善維修的過程中，主要是優(yōu)化煤礦機(jī)械設(shè)備的整體性能。考慮到煤礦機(jī)械設(shè)備在采買過程中，可能出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題和隱性故障。為了保證煤礦機(jī)械設(shè)備能夠正常投入生產(chǎn)使用，在采礦作業(yè)時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)械設(shè)備的改善，技術(shù)人員應(yīng)該全面了解到煤礦機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)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(bǔ)齊煤礦機(jī)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(jī)械設(shè)備整體運(yùn)作效率，促進(jìn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的不斷增長(zhǎng)。優(yōu)化維修技術(shù)在實(shí)際工作中成本相對(duì)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(jìn)一步推廣。5.結(jié)束語(yǔ)在煤礦企業(yè)的生產(chǎn)開采工作中，機(jī)械化設(shè)備的使用效率與運(yùn)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(duì)煤礦機(jī)械化設(shè)備的檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)各類故障，應(yīng)該加強(qiáng)檢修，同時(shí)要詳細(xì)了解故障出現(xiàn)的原因，加強(qiáng)總結(jié)，避免再次出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤。煤礦人員也應(yīng)該按照一定期限對(duì)機(jī)械設(shè)備加強(qiáng)維護(hù)，保證機(jī)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(jì)效益和社會(huì)效益。煤礦機(jī)械化設(shè)備的工作人員應(yīng)該提升檢修能力，時(shí)刻關(guān)注機(jī)械設(shè)備的使用情況，為機(jī)械化設(shè)備保駕護(hù)航。

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作者:王偉發(fā) 單位:晉能控股煤業(yè)集團(tuán)倉(cāng)儲(chǔ)供應(yīng)分公司