煤矿机械设备故障诊断与维护

申 瑞

（冀中能源股份有限公司章村矿，邢台 054100）

随着科技的不断发展，我国的煤矿开采逐渐实现了科学化和自动化。在煤矿资源的需求量不断增加的情况下，煤矿开采技术与机械设备技术的不断提高，是促进煤矿企业生产、增加开采量、减少煤炭资源浪费的前提，是使煤炭资源开采充分满足社会发展需求的重要工作。其中，机械设备是高效开采煤矿的重要设备，要重视机械设备的故障诊断技巧的研究，提高机械设备操作者与管理者的技术要求，保障机械设备的有效运行，维持煤矿开采工作的有效开展。

1 煤矿机械设备的故障诊断技术

1.1 煤矿机械设备的故障诊断的原理与方法

机械设备的故障诊断，主要依靠于各种传感器的监测，从而来判定机械设备是否正常。该工作模式的本质其实就是一个模式识别的过程。故障诊断的主要目的就是通过监测发现故障、定位故障源，然后找到故障原因，并及时维护。煤矿机械的故障诊断系统主要包含了探测器、状态诊断、信号提取等部分，如图1所示。

图1 煤矿机械设备故障诊断系统原理框图

智能诊断技术是未来的一个发展趋势，随着人工智能的不断前进，相应的模糊理论、人工神经网络、专家系统技术、模糊理论都将被大量应用到故障诊断系统中，这些新技术将不断促进煤矿机械设备的故障诊断技术的发展。以决策树为例，决策树的原理是从一堆杂乱无章的数据中通过层层筛选，得到最终决策的过程，它的结构是自上而下的，在每一个节点处都要进行属性判断，每一个分支表示数据流的通路，每个分支的终点表示决策的一类属性。其基本结构如图2所示。

图2 决策树基本结构图

1.2 常见的几种故障诊断技术

1.2.1 油液样本分析诊断技术

在诊断煤矿机械设备的故障过程中，可提取液压油液和润滑油液中的杂质作为样本，通过分析油液样本的性质来判断机械设备的故障所在。油液样本分析诊断方法利用了光谱分析技术，观察或检验油液中存在的磨屑颗粒状态，从而评估机械设备的运行情况，判断其是否损坏[1]。

1.2.2 无损坏诊断技术

无损坏诊断技术的最大优势就是能够不损害机械设备，主要包含了三个部分的内容，第一就是无损探伤，第二是检测机械设备的物理性能和机械性能，第三是监测，主要通过这些技术来诊断机械设备的故障。该方法的应用需要明确诊断技术与方法的可行性，需要了解机械设备的一般运行程序以及加工材料和机械设备的自身质量。

1.2.3 振动检测诊断技术

振动检测诊断技术分为简易和精密两种。简易检测又包含了在线和离线检测两种，工作原理为，根据机械设备的技术参数来诊断机械设备的异常状态和超负荷状态，从而进行处理。比如可以进行机器警示或者停止运转。精密诊断则是利用比较复杂的诊断分析仪器，利用人工智能、计算机技术等，观察和分析振动信号的频率的强弱变化，从振动数值的变化范围和其他情况来判断机械设备运行中存在的故障，并找出原因予以针对性的解决。

1.2.4 温度检测诊断技术

当机械设备长时间处于运转状态时，必定会产生较高的温度，产生的温度过高会损坏机械设备，使得设备本身受到严重影响，还会出现局部性的材料损坏。所以，采取机械设备温度检测的方式，分析机械设备运转过程中是否出现温度过高的情况，利用温度传感装置，采取设备温度变化分析的方式诊断机械设备出现的故障问题。

2 煤矿机械设备的维护策略

2.1 预防事故维护策略

预防事故维护策略是对已经发生过或很有可能发生故障的设备部位进行重点诊断和维护，从而起到预防事故发生或事故进一步发展的作用。当机械设备的某些部位发生故障后，即使采取了有效的维修方法对其进行了维修，但是在实际的运行过程中，机械设备的该部位仍然容易发生相似或其他故障，所以需要对这些维修过的部位进行预防性维护[2]。而对于那些没有发生过故障，但是很容易发生故障的部位，也需要对其进行周期性的维护诊断，防止故障的发生。

2.2 事故发生维护策略

该维护策略是指在机械设备出现故障问题而停止使用或运转的情况下，对设备进行故障维护。该项维护措施是在之前的预防事故维护策略没有发挥效果的情况下，修补其中的维护漏洞，促进机械设备的正常使用。事故发生维护时，技术难度会增加，需要的维护时间会更长，对机械设备的作业影响也较大。

2.3 预知事故维护策略

该项维护策略是在机械设备出现故障早期开展维护工作。煤矿设备操作或管理人员因经常性地检查和监测机械设备的工作状态，根据检查结果与监测数据分析机械设备的运转情况，从而采取相关的故障维护措施，开展维护工作。

2.4 主动预防事故维护策略

该项策略需要工作人员具有积极的事故监测和维护态度，主动测定和判断机械设备的相关参数，分析机械设备的使用寿命、功能以及实际磨损情况，巩固其中不合规的零件以及材料，防止机械设备的故障恶化或扩展，尽可能延长机械设备的运行寿命[3]。

3 结语

综上所述，煤矿机械设备对于煤矿产业的生产十分重要，合理规划机械设备的故障检查措施，提前做好故障维护工作，对促进机械设备的高效运转、提高煤矿开采水平有重要的意义。本文详细阐述了煤矿机械设备故障诊断的方法，并探讨了常用的机械设备维护策略。此外，煤矿企业还应加强对机械设备操作或管理人员的培养，使其能够采取先进的科学手段以及保持认真负责的态度来维护好煤矿机械设备，提高煤矿开采的安全性。

[1]刘志伟.煤矿机械设备的故障维修及预防措施[J].机械管理开发，2017，（2）：39-41，72.

[2]孙明昊.煤矿机械设备故障诊断与维护研究[J].机械研究与应用，2015，（6）：153-154.

[3]张伟宏.煤矿机械设备故障诊断与维护[J].科技与企业，2015，（1）：228.