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故障診斷在煤礦機電設備的應用論文
摘要：本文在分析機電設備故障的基礎上，探討故障診斷的類型和方法和通風機、高壓異步電機、采煤機的故障診斷。
關鍵詞：煤礦機電設備;安全管理;故障診斷
機電設備的良好運行是煤礦安全、高效生產的保障。加強煤礦機電設備管理，可以使其維持良好的運行狀態，降低故障，提升工作效率。據統計，機電設備引起的安全事故占煤礦總事故的相當比重，僅次于瓦斯事故、頂板事故、運輸事故和爆破事故。而其他事故中也有相當一部分是由于機電設備故障引起的。因此，加強機電設備的檢測維護工作對礦井安全生產具有重要意義。故障檢測技術的應用可以提早發現機電設備存在的故障隱患，盡早對其進行維修，避免造成機電設備的嚴重損壞，造成安全事故。
1機電設備故障原因分析
1．1零件故障造成機電設備故障。煤礦機電設備故障中，相當比例的故障是由于零部件的磨損、破壞導致。零部件的破壞主要是由于受到外力作用，如磨損、沖擊等，使其形態和尺寸等參數與原參數出現較大偏差，導致設備出現故障。
1．2機電設備超負荷運行。機電設備都有額定負荷，如果長時間超負荷運轉，極容易出現故障，同時大幅降低使用壽命。通常煤礦井下機電設備工作強度較大，再加上井下環境較為惡劣、粉塵濃度較高、磨損較為嚴重，容易使設備超負荷運轉。如不對其定期進行故障診斷，則極容易引發機械故障。
2故障診斷類型
(1)故障后維修診斷。當機電設備已經出現故障，設備無法正常運轉時故障才被發現，需要對故障進行診斷后才能對其維修，這種診斷方式叫作故障后診斷。顯然，這種診斷方式是被動的診斷方式，會對煤礦安全生產形成制約，且維修成本較高，故障檢測方式依靠主觀經驗推斷［3］。(2)定期故障檢測。定期檢測是根據設備的運行環境和特點，依靠檢測人員經驗，定期對機電設備進行故障檢測。這種方式相對于故障后診斷，可提早發現設備的故障，但是對于偶然發生的故障不具備預防性。(3)故障實時監測。為了克服上述兩種診斷方式的弊端，做到故障的實時監測和診斷，可采用計算機在線監測系統，通過在線實時數據監測對采集的數據進行分析對比，及時發現數據異常，準確地對機電設備故障進行監測和診斷。
3故障診斷方法
3．1故障記錄法。故障記錄法是故障診斷常用方法之一，其最大的優勢是重復工作量較小。該診斷方法的基本原理是對機電設備以往出現故障進行記錄，當再次出現故障時，依據歷史故障頻率對可能出現的問題進行排查，可盡快查找出故障部位。長期的診斷記錄可以形成一個診斷集，在后續的生產中為故障排查診斷和維修提供參考和依據。
3．2參數監測法。該方法對機電設備的故障診斷，主要是安裝傳感器，對軸承、齒輪等一些易磨損部位的壓力、溫度、振動等參數進行監測采集，形成記錄。當設備出現故障時，監測數據就會出現異常，通過與正常數據對比可排查出故障。與故障記錄法相比，該方法具有實時診斷、快速、準確等特點。
3．3故障診斷專家系統。煤礦井下具有高溫、高濕、高粉塵的特點。而機電設備的故障通常也是由多種外在和內在因素共同作用出現的，具有極強的復雜性和隱蔽性，采用傳統單一的方法通常難以對機械設備進行全面的故障診斷。故障診斷專家系統是多學科、領域共同作用的成果，診斷范圍較全面，診斷可靠性較高，通過綜合定性和定量分析，對容易造成機械故障的因素進行分級分類，形成事故樹模型，找出故障根源。同時引入粗糙理論，去除可能性較小的因素，使模型簡單、快捷化。該方法在煤礦設備故障診斷中應用越來越廣泛。
4故障診斷技術的應用
4．1風機故障診斷技術。礦井通風機故障診斷通常分為以下步驟:①選擇通風機故障診斷測點;②采用診斷儀器對各測點運行情況進行故障檢測;③將各測點的診斷結果進行獨自和關聯處理，將檢測結果輸出。通風機測點分布如圖1所示。我國煤礦目前采用的通風機故障診斷儀器多為十六位處理器的新型設備，配備有定時監視器，指令系統效率高，檢測迅速且準確性高。
4．2高壓異步電機故障診斷。目前，我國煤礦機電設備多采用高壓異步電機，而多數設備故障都是由于電機故障引起的。因此，為了預防機電設備出現故障，需對電機進行重點診斷。高壓異步電機常用的故障檢測方法有磁通檢測、電流高次諧波檢測以及局部放電檢測。
(1)磁通檢測。該方法通常用于對高壓異步電機定子的檢測，須采用專業磁通檢測儀，局限性較強。
(2)電流高次諧波檢測。該診斷方法的基本原理是定子繞組發生故障時定子電流高次諧波會隨之增大。同時，可對電機故障類型進行劃分，準確反映出電機故障。(3)局部放電檢測。當高壓異步電機出現故障時，會表現出定子放電加劇的現象，通過測定放電強度，可以準確反映出存在的故障。
4．3采煤機故障診斷。由于采煤機用于截割煤巖，工作強度大，因此故障率也較高，是煤礦機電設備中最容易發生故障的設備。我國目前采用的采煤機較為先進，同時系統也較為復雜，故障診斷難度也隨之增加。采煤機控制箱、變頻器以及采煤機搖臂故障率較高，因此在對采煤機故障進行診斷時，可著重對上述部位進行診斷。
參考文獻:
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