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浅析煤矿机电设备故障监测诊断技术
2010-06-17 13:41:50 来源:《中国高新技术企业》 作者:李洪军 【 】 浏览:1529次 评论:1
  摘要:机电设备在工作中因某种原因“丧失规定功能”的现象,称之为故障。随着煤炭科学技术的发展,故障诊断技术在煤矿也得到了较为广泛的应用。提高安全、可靠性的途径有很多,其中采用故障监测诊断技术是一个重要、有效的措施,文章对此项技术进行了探讨。
  关键词:煤矿;机电设备;故障技术诊断
  中图分类号:TU392文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0185-02
  
  一、设备诊断技术目的和内容
  
  机械设备诊断技术日益获得重视与发展的原因是,随着科学技术与生产的发展,机械设备工作强度不断增大,生产效率、自动化程度越来越高,同时设备更加复杂,各部分的关联愈加密切,从而往往某处微小故障就爆发链锁反应,导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏。这不仅会造成巨大的经济损失,而且会危及人身安全,后果极为严重。
  从设备诊断技术的起源与发展来看,设备诊断技术的目的应是“保证可靠地高效地发挥设备应有的功能”。这里包含了三点:一是保证设备无故障,工作可靠;二是保证物尽其用,设备要发挥其最大的效益;三是保证设备在将有故障或已有故障时,能及时诊断出来,正确地加以维修,以减少维修时间,提高维修质量、节约维修费用,应使重要的设备能按设备状态进行维修(即视情维修或预知维修),改革目前按时维修的体制。应指出,设备诊断技术应为设备维修服务,可视为设备维修技术的内容,但它决不仅限于为设备维修服务,正如前两点所述,它还应保证设备能处于最佳的运行状态,这意味着它还应为设备的设计、制造与运行服务。
  
  二、煤矿机电设备测试技术
  
  煤矿机电设备测试就是在专用试验室和实际煤矿使用环境中,利用各种仪器仪表、测试装置,按标准或规范规定的内容、要求、程序和测试方法,对煤矿各类机电产品及其主要零部件,在研究、制造、使用的各个阶段,进行测量、检查、试验和度量,并将产品测试结果的质量特性与规定要求进行比较的过程。测试的目的是控制和提高产品质量,保证煤矿正常生产和矿井安全。
  煤矿机电设备测试的作用:确保生产企业的出厂产品达到有关规定的要求,防止不合格产品流入市场;验证新研制产品的性能指标、安全性能、使用寿命等是否达到设计要求;考核产品的配套性、可用性、可靠性、可维修性以及对使用环境的适应能力;评定产品在规定的时间和使用条件下,完成规定功能的能力,以确保煤矿高产高效的持续生产;对大型设备运行工况监测,防止重大事故的发生;控制和限定产品影响工作者健康的因素,并加以预防;把产品运行过程中可能引起的火灾、爆炸、冒顶等重大事故降低到最小限度;对已批量生产的煤矿机电产品及其主要零部件的质量实行监控;为产品的验收、鉴定、定型、判定产品能否批量生产等提供依据;为改进产品的设计、加工工艺和发展新产品积累科学实验数据;为由于产品质量问题引起的纠纷提供仲裁依据,维护用户的经济利益。
  煤矿机电设备测试的内容:
  主要零部件测试:主要零部件是指煤矿机电设备的易损件、重要受力构件、磨损件、易燃件,以及其他影响设备安全性、可靠性等的重要零部件。试验方法是:在专用或通用的试验台架上,根据零部件的技术要求,在整机中功能特点,模拟实际工作时的载荷大小、受载特性、工作环境,对被试验零部件进行试验和检测,考核零部件的性能、材料、强度、可靠性、使用寿命以及耐受工作环境的能力,以保证设备的整体质量。测试设备有:各类传感器、放大器、记录仪、分析仪、计算机等。零部件测试是煤炭工业中,产品质量管理和质量监督的重要内容,也是发展煤矿机电设备的重要手段。
  整机试验:在专用试验台、实验室或试验场,模拟实际使用工况和环境对组装成整台的设备或机组进行加载运行试验,并根据要求测录试验数据,以考核设备的可靠性、安全性、配套性、适应性、可用性等各项性能指标。整机试验规模较大,投资费用昂贵,要有足够的试验面积和空间,只对煤矿的重要机电产品或生产批量大的产品进行这种试验。
  
  三、煤矿设备诊断技术
  
  (一)矿井提升机
  提升机是矿井生产、运输的主要设备之一,它担负着提升原煤、矸石、下放材料、升降人员和运送设备的任务。提升机运行的安全可靠性状况不仅直接影响煤矿的生产,还影响到煤矿生产人员的生命、财产安全。
  由于矿井下恶劣的工作环境和防爆的要求,提高矿井提升机系统的可靠性就显得十分重要,而完善的故障预测技术是提高提升机系统可靠性的重要措施。目前普遍采用单一传感器对提升机控制系统进行检测,并对其频谱进行分析,达到对故障诊断的目的。但由于矿井提升机主要工作机构如制动系统、机械传动系统、润滑系统等,它们在工作过程中,都有可能出现故障,这就给准确判断故障类型造成很大困难。
  多传感器信息融合技术对提升机的故障进行诊断,从而导出新的、有意义的信息,而这种新信息是任何单一传感器所无法获得的,它表示了被检测目标对象的行为。通过多传感器信息融合,可以扩大时空覆盖范围,增加置信度,改善检测系统的可靠性。
  (二)采煤机检测和故障诊断
  采煤机是机械化采煤的主要设备,其工作可靠性直接影响煤矿的高产高效。据资料统计,采煤机械故障的70%~80%是液压系统的故障造成的,液压系统工作的可靠性对于降低采煤机的故障率,提高采煤机的可靠性和开机率,具有重要的意义。
  采煤机液压系统分高压和低压两部分,高压随负载的增加而升高,低压是恒定的,负载的增加或降低对低压无影响。低压正常,高压降低,当负载增加时,高压反而降低,这说明液压系统有漏损,泄漏处在主油路的高压侧,应停机处理。高压正常,低压下降时说明低压系统或补油系统有泄漏,应检查主油路的低压侧和辅助泵及补油系统。高压下降,低压上升,说明液压系统中高、低压窜通,应检查高压安全阀、旁通阀、梭形阀是否有窜液。
  当油温升高,液压油混入水后,油液乳化,油的黏度降低,系统泄漏增加,油温迅速上升。观察牵引部油箱油位是否上升,抽油样观察油是否有沉淀现象。油进水后将分解,上部是油,下部是水,这种情况应立即换油。当牵引部有异常声响,液压油混入空气后可使液压系统产生气穴,声响,如不及时处理将损坏油泵。油泵将发出异常。检查过滤器是否堵塞,吸油管是否漏气,牵引部油箱液面是否太低。这都是造成系统吸空的主要原因,发现后及时处理。过滤器堵塞,液压系统泄漏,液压油混入机械杂质后,将造成过滤器堵塞,如不经常清洗过滤器,机械杂质将进入液压系统,使有些液压元件研损,从而导致系统泄漏,为防这种现象发生,应每班检查和清洗过滤器,抽油样进行观察和化验分析。
  监测方法监测系统由传感器、分站及传输接口和主机三部分组成。采煤机工作时传感器将检测的各物理量转换成200~1000Hz的方波信号送给分站,分站将信号简单处理后分时发送给传输接口,再由传输接口传递给主计算机,由计算机对信号进行全面处理,实现数据的存贮、显示和打印及故障报警。
  对采煤机液压系统进行故障分析,实施主动维护,是提高采煤机使用可靠性,延长其使用寿命的有效方法。液压元件试验检测和系统的工况监测措施可提高采煤机的开机率,降低液压系统故障的产生,延长采煤机液压系统及元部件的使用寿命。
  
  四、结语
  
  煤炭行业由于种种原因,设备故障检测诊断技术应用还不广泛,故障检测诊断技术开发研究工作的投入相对不足,由于我国设备故障检测诊断技术的推广应用较晚,在技术上、理论上尚不成熟,还有待进一步努力,才能逐步缩小我国煤矿故障诊断技术与先进国家之间的差距。
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Tags:煤矿,机电设备,故障技术诊断 责任编辑:草木含羞

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