煤礦機(jī)械的故障診斷和維修
發(fā)布時間:
2018-03-15
煤炭是中國的第一大能源, 煤炭的安全有效生產(chǎn)能否得以保證, 將直接影響到整個國民經(jīng)濟(jì)的利益。在煤礦企業(yè)中, 除了大量的采煤工人, 煤礦機(jī)械設(shè)備是保證煤炭生產(chǎn)的必備條件, 并且隨著科技水平的不斷提高, 我國煤礦的機(jī)械化程度將日益提高。實(shí)踐證明, 在生產(chǎn)過程中機(jī)械設(shè)備因各種原因?qū)е碌墓收项l繁發(fā)生, 嚴(yán)重影響了煤炭的有效生產(chǎn)。煤礦機(jī)械設(shè)備頻繁的故障發(fā)生率在很大程度上取決于其自身的特點(diǎn)。
一、煤礦機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)由于我國煤礦只有不到10 屬于露天煤礦, 因此煤炭的生產(chǎn)基本上都是井下作業(yè), 使得煤礦機(jī)械設(shè)備具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)區(qū)別于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中機(jī)械的顯著特點(diǎn):
( 1)工作環(huán)境惡劣: 極差的照明條件, 礦井內(nèi)無處不在的粉塵、水汽、噪音、有害氣體和液體等;
( 2)工況條件苛刻: 多數(shù)機(jī)械設(shè)備都在高速、重載、振動、沖擊、摩擦和潤滑不良的工況條件下工作;
( 3)工作時間長: 絕大部分機(jī)械設(shè)備都是不分晝夜, 長年累月連續(xù)運(yùn)行。上述諸特點(diǎn)導(dǎo)致了煤礦機(jī)械設(shè)備頻繁的故障和事故發(fā)生, 其維修工作重要而又艱巨。
二、機(jī)械設(shè)備維修或維護(hù)的種類在機(jī)械設(shè)備的維修方式的發(fā)展過程中, 主要有: 事后維修、預(yù)防性維修、預(yù)知性維修和主動預(yù)防性維護(hù)四類。
1.事后維修顧名思義是指當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或損壞后采取的被迫停機(jī)而進(jìn)行的毫無事先計劃的應(yīng)急維修。由于事先無計劃, 因此可能導(dǎo)致維修時間長, 由此帶來的停產(chǎn)損失巨大；
2.預(yù)防性維修是針對事后維修的明顯缺點(diǎn)而產(chǎn)生的一種以時間為基礎(chǔ)的維修制度。由于它采取一定時間和不同程度的維修方式, 因此能在一定程度上保證了設(shè)備的正常工作, 避免了因零件壽命超期帶來的失效問題。但會因維修次數(shù)多而導(dǎo)致不必要的設(shè)備停機(jī)次數(shù)過多、維修費(fèi)用增加, 降低了設(shè)備的使用效率的同時又增加了大量維修成本。
3.預(yù)知性維修就是在設(shè)備工作時, 檢測設(shè)備的工作狀態(tài)信息, 判斷設(shè)備的工作是否正常, 其監(jiān)測對象一般為材料磨損和性能下降的早期失效征兆, 如振動、噪聲等。若設(shè)備工作出現(xiàn)異常, 則判斷設(shè)備的故障點(diǎn)所在, 并指導(dǎo)維修人員進(jìn)行及時的維修, 以減少不必要的停機(jī)時間, 降低維修費(fèi)用。其缺點(diǎn)是只能減輕設(shè)備的損壞程度, 而不能降低事故發(fā)生頻率和延長零件的使用壽命。主動預(yù)防性維護(hù)和預(yù)知性維修都是以對系統(tǒng)的工況監(jiān)測為依據(jù), 只是它們所監(jiān)測的對象不同。
4.主動預(yù)防性維護(hù)著重于監(jiān)測導(dǎo)致材料磨損和性能下降的系統(tǒng)根源性參數(shù), 如油液的理化性能、工作溫度等, 它是為防止材料失效的發(fā)生而采取的預(yù)防性措施。長期以來, 我國煤礦企業(yè)基本上采用的是事后維修與定期檢修( 預(yù)防維修) 制度, 顯然, 它們已不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。目前需要大力推廣的是主動預(yù)防性維修這種新的設(shè)備維修策略, 以大大延長設(shè)備的維修周期和有效使用壽命, 降低煤礦機(jī)械設(shè)備的事故發(fā)生率, 從而大幅度提高煤炭生產(chǎn)中機(jī)械設(shè)備的開機(jī)率和為企業(yè)創(chuàng)造的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
三、煤礦機(jī)械設(shè)備的故障隨著我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，煤礦工業(yè)的機(jī)械化程度和技工藝、環(huán)境條術(shù)裝備水平逐年提高，機(jī)械設(shè)備在使用過程中，由于材料、變形、斷裂、蝕損等，隨件和人為因素的影響，其零部件會逐漸地被磨損、著零部件磨損程度的逐漸增大，設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)將會產(chǎn)生劣化，不可避免地將出現(xiàn)。煤礦機(jī)械設(shè)備也同其它設(shè)備一樣，使用過程中會由于零部件失效等原因引發(fā)事故。為減少各種事故的發(fā)生，必須采取行之有效的設(shè)備維護(hù)措施。
煤礦設(shè)備檢修可分為事后檢修、預(yù)防檢修和預(yù)知檢修，要正確掌握設(shè)備狀態(tài)技術(shù)的內(nèi)容和方法進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)診斷，最后，進(jìn)行設(shè)備檢修后我們應(yīng)該做好提前預(yù)防的技術(shù)驗(yàn)收。對于煤礦機(jī)械設(shè)備易出現(xiàn)的問題，工作，在煤礦的旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，滾動軸承是最為普通的一種，也是最易造成損環(huán)的一種機(jī)械零件，它產(chǎn)生的故障在所有的機(jī)械設(shè)備故障中是占了很大比例的。滾動軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動軸承比較，滾動軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時壽命低，聲響較大。高速時壽命低，聲響較大。滾動軸承中的向心軸承（主要承受徑向力）通常由內(nèi)圈、外圈、滾動體和滾動體保持架四部分組成。內(nèi)圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈裝在軸承座孔中。在內(nèi)圈的外周和外圈的內(nèi)周上均制有滾道。當(dāng)內(nèi)外圈相對轉(zhuǎn)動時，滾動體即在內(nèi)外圈的滾道上滾動，它們由保持架隔開，避免相互摩擦。推力軸緊圈與軸套緊，活圈支承在軸承座上。許多軸承承分緊圈和活圈兩部分。
出現(xiàn)的問題主要是在運(yùn)行過程中，進(jìn)出料螺旋筒、固定螺栓經(jīng)常松動，造成了頂套和中空軸產(chǎn)生位移，粉塵會從中空軸與頂套之間的縫隙中進(jìn)入軸承盒內(nèi)，使?jié)櫥兣K，導(dǎo)致潤滑不良，造成軸承的損壞現(xiàn)象時有發(fā)生。另一方面來說，設(shè)備容易發(fā)生磨損，設(shè)備不論使用還是閑置都存在有使用磨損是由使形磨損。有形磨損又可分為使用磨損和自然磨損兩種，用中的相對運(yùn)動和部件受力而產(chǎn)生的；自然磨損是由腐蝕等的自然環(huán)境使用磨損可分為磨合、逐漸磨損和急劇磨損三個階段。磨合因素引起的。階段是在使用開始時摩擦面間產(chǎn)生研磨現(xiàn)象， 使接觸面逐漸適應(yīng)， 磨損速度開始時大， 逐漸減緩， 趨向正常磨損。逐漸磨損是相對運(yùn)動部件磨損速度比較緩慢均勻，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的階段；磨損急劇增加階段，是在漸進(jìn)磨損階段后期當(dāng)磨損逐漸增加并達(dá)到一定值以后，機(jī)器零件尺寸和形狀迅速變化，正常工作受到影響，最后導(dǎo)致故障停機(jī)。
四、煤礦機(jī)械的故障診斷技術(shù)隨著新的維修策略，主動預(yù)防性維修的大力推廣, 以及我國煤礦機(jī)械朝著機(jī)電液一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢,必然要求有先進(jìn)而又可靠的故障診斷技術(shù)。我國的機(jī)械設(shè)備的診斷技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段, 從僅僅憑借專家的感官、經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)知識進(jìn)行故障診斷的初級階段, 到應(yīng)用傳感器、計算機(jī)等技術(shù)的現(xiàn)代診斷技術(shù)階段, 再到診斷系統(tǒng)智能化、集體化的發(fā)展階段。這些不斷發(fā)展的技術(shù)為我國煤礦機(jī)械設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷技術(shù)奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。
綜合文獻(xiàn)可知, 目前, 我國煤礦機(jī)械采用的故障診斷技術(shù)主要有:
4．1 振動檢測診斷技術(shù).它是根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時振動信號的時域或頻域特性或其特征值的變化規(guī)律來分析設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和故障的一種方法。這種診斷技術(shù)由于能實(shí)時地、直觀地、精確地表征機(jī)械動態(tài)特征及其變化過程, 監(jiān)測診斷方法簡單實(shí)用, 而被廣泛應(yīng)用。
4．2 油液磨屑分析診斷技術(shù).從機(jī)械的液壓和潤滑系統(tǒng)中提取抽樣, 采用光譜分析、鐵譜分析等油液分析技術(shù)對油液磨屑粒形狀態(tài)進(jìn)行識別或觀察油液介質(zhì)的物理、化學(xué)成分的變化, 從而判斷機(jī)械運(yùn)行狀況。
4．3 紅外測溫診斷技術(shù).由于機(jī)械磨損、電器結(jié)點(diǎn)的燒壞等會造成材料的局部溫度升高, 從而影響材料的其他性能( 如, 力學(xué)性能等)。根據(jù)此原理, 通過采用溫度傳感器等, 監(jiān)測機(jī)械設(shè)備各部位的不同溫度或溫度變化來分析判斷機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
4．4 無損檢測技術(shù).無損檢測技術(shù)是目前應(yīng)用領(lǐng)域較廣的一種技術(shù), 它的一大優(yōu)點(diǎn)是它可以在不損傷被檢測對象的條件下來探測檢測對象的內(nèi)部或表面的缺陷。如, 利用滲透檢測、超聲波檢測、聲全息檢測、磁粉檢測等技術(shù)檢測材料表面的缺陷; 檢測內(nèi)部缺陷的技術(shù)有: 微波檢測、中子檢測、射線檢測等。當(dāng)用無損檢測技術(shù)對煤礦機(jī)械設(shè)備進(jìn)行故障診斷時, 必須要確定使用哪種檢測手段, 因此首先要對被檢對象的材質(zhì)、加工過程缺陷可能的類型作認(rèn)真地分析。另外, 其它無損檢測技術(shù)還有電氣檢測、濕度檢測等。隨著微電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用, 一些新興的診斷技術(shù), 如, 基于小波分析的故障診斷技術(shù)、應(yīng)用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷技術(shù)以及基于Internet 的遠(yuǎn)程協(xié)作診斷技術(shù)等, 將逐漸成熟并應(yīng)用于煤礦機(jī)械中,為提高機(jī)械設(shè)備的主動預(yù)防性維修水平、延長設(shè)備的使用壽命服務(wù)。
五、提高可維修性的措施
5．1 從機(jī)械設(shè)備的設(shè)計上.機(jī)械設(shè)備的維修性很大程度上取決于其設(shè)計與制造。因此, 提高設(shè)備的維修性, 首先必須從根源設(shè)計上著手, 可以從以下幾個方面著手
5．1．1 簡化煤礦機(jī)械的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合使用環(huán)境, 通過對設(shè)備的功能分析, 在能夠保證設(shè)備完成所要求的使用性能的前提下, 最初的方案設(shè)計必須考慮有利于維修性這一設(shè)備生命周期的環(huán)節(jié), 盡量簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計, 以方便維修作業(yè)和降低維修工作量。
5．1 ．2 可達(dá)性設(shè)計可達(dá)性包括安裝場所的可達(dá)性、設(shè)備外部及內(nèi)部的可達(dá)性等。當(dāng)需要進(jìn)行設(shè)備維修時, 要能夠保證維修人員有充裕的操作空間、并根據(jù)可能的維修需要在設(shè)備的外部和內(nèi)部設(shè)計能滿足人機(jī)工程學(xué)原理的一些窗口、裝置或部件等。
5．1．3 模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計部件采用模塊級設(shè)計后, 可以大大縮短維修時間, 并且更換后的部件可以重新修復(fù)備用, 提高了部件的利用率, 從而節(jié)省維修費(fèi)用。另外, 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的部件設(shè)計, 再加上標(biāo)準(zhǔn)化的維修工具, 將利于實(shí)施快速維修, 并降低維修技術(shù)要求。
5．1．4 易識別性設(shè)計由于煤礦機(jī)械設(shè)備特殊的工作環(huán)境, 以及零部件的復(fù)雜性, 零部件的易識別性設(shè)計就顯得尤為重要。對同一類型的部件或設(shè)備采用統(tǒng)一的標(biāo)記形式(如, 統(tǒng)一的顏色) 可以大大方便維修人員對待更換部件的快速識別。
5．2 采用現(xiàn)代潤滑技術(shù)由前面分析知, 磨損失效在機(jī)械故障的誘因中占有極大的比重, 而機(jī)件由于磨損所引起的失效中, 又有85 是由于液壓系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)中的油液遭受嚴(yán)重污染所造成的。潤滑是設(shè)備保養(yǎng)維修宗旨中的一個重要方面, 因此將潤滑理論應(yīng)用到煤礦機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)維修工作中去, 采用現(xiàn)代的潤滑技術(shù)可以大大減少設(shè)備的磨損失效現(xiàn)象, 從而降低設(shè)備的故障發(fā)生率?，F(xiàn)代的潤滑技術(shù)包括新型潤滑劑的采用和先進(jìn)的設(shè)備潤滑狀況檢測技術(shù)( 如, 電腦油質(zhì)分析儀器等智能化儀表的應(yīng)用) 等。
5．3 建立失效模型, 找出最佳維修的周期.在對機(jī)械設(shè)備觀察分析的基礎(chǔ)上, 總結(jié)并建立其失效模型, 得到/ 正常- 工作- 失效- 修復(fù)0 的失效率曲線, 然后再對該曲線進(jìn)行分析計算, 弄清楚設(shè)備的工作規(guī)律, 科學(xué)地確定維修時間, 從而降低維修的盲目性。
5．4 采用先進(jìn)可靠的故障診斷技術(shù)和先進(jìn)的機(jī)械維修技術(shù).針對不同機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)和性能選取一種或多種上面所講的先進(jìn)的故障診斷技術(shù), 再結(jié)合可靠經(jīng)濟(jì)的維修技術(shù)(如熱噴涂技術(shù)等) , 可以機(jī)械維修的質(zhì)量得以保證。
六、煤礦機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)清掃、潤滑、調(diào)整等一般方法對于煤礦機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)，通過擦拭、對設(shè)備進(jìn)行護(hù)理，以維持和保護(hù)設(shè)備地建筑機(jī)械性能和技術(shù)狀況，稱為設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)。主要是要從以下幾個方面來進(jìn)行：
6．1 對設(shè)備的完成后，需要進(jìn)行時常檢修。設(shè)備檢修竣工后必須按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收時著重檢查隱蔽部件的檢測和修理記錄按標(biāo)準(zhǔn)對外露部件進(jìn)行檢測，安全裝置動作實(shí)驗(yàn)，單機(jī)進(jìn)行空、輕載和重、滿載的實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)進(jìn)行整體試生產(chǎn)。按檢修任務(wù)書和檢修質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收，對于零部件的極限允許磨損量；平行度的允許誤差；安全保護(hù)裝置的靈活配合間隙的改變范圍；水平度、可靠程度，是否在允許值內(nèi)；電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)；性能的主要參數(shù)；檢修記錄和圖紙整理情況。
6．2 對其進(jìn)行質(zhì)量檢查。設(shè)備地日常維護(hù)保養(yǎng)洗滌機(jī)械是設(shè)備維護(hù)地基礎(chǔ)工作，必須做到制度化和規(guī)范化。對設(shè)備地定期維護(hù)保養(yǎng)工作要制定工作定額和物資消耗定額富民機(jī)械，并按定額進(jìn)行考核，設(shè)備定期維護(hù)保養(yǎng)工作應(yīng)納入車間承包責(zé)任制地考核內(nèi)容。設(shè)備定期檢查是一種有計劃地機(jī)械行業(yè)預(yù)防性檢查， 檢查地手段除人地感官以外，還要有一定地檢查工具和儀器，按定期檢查卡執(zhí)行，定期檢查有人又機(jī)械制圖軟件稱為定期點(diǎn)檢。對機(jī)械設(shè)備還應(yīng)進(jìn)行精度檢查，以確定設(shè)備實(shí)際精度地優(yōu)劣程度。
6．3 由負(fù)責(zé)人進(jìn)行帶頭進(jìn)行檢查。設(shè)備地區(qū)域維護(hù)又稱維修煤礦機(jī)械工包機(jī)制。維修工人承擔(dān)一定生巡回產(chǎn)區(qū)域內(nèi)地設(shè)備維修工作，與生產(chǎn)操作的工人共同做好日常維護(hù)、檢查、定期機(jī)械基礎(chǔ)知識維護(hù)、計劃修理及故障排除等工作，并負(fù)責(zé)完成管區(qū)的內(nèi)地設(shè)備完好率、故障停機(jī)率等考核指標(biāo)。區(qū)域維修責(zé)任制工調(diào)動維修工人積極性和使生產(chǎn)工機(jī)械配件是加強(qiáng)設(shè)備維修為生產(chǎn)服務(wù)、人主動關(guān)心設(shè)備保養(yǎng)和維修工作地一種好形式。
6．4 提高設(shè)備維護(hù)水平地措施。為提高設(shè)備維護(hù)水平應(yīng)使維護(hù)工液壓機(jī)械作基本做到三化，即規(guī)范化、工藝化、制度化。規(guī)范化就是使維護(hù)內(nèi)容統(tǒng)一，要根據(jù)各企業(yè)情況按工藝化就是根據(jù)塑料機(jī)械不同設(shè)備制訂客觀規(guī)律加以統(tǒng)一考慮和規(guī)定。各項維護(hù)工藝規(guī)程，按規(guī)程進(jìn)行維護(hù)。制度化就是根據(jù)不同設(shè)備不同工作條件，規(guī)定不機(jī)械表同維護(hù)周期和維護(hù)時間，并嚴(yán)格執(zhí)行。對定期維護(hù)工作，要制定工時定額和物質(zhì)消耗定額并要按定額化工機(jī)械進(jìn)行考核。設(shè)備維護(hù)工作應(yīng)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)承包責(zé)任制進(jìn)行考核。同時，企業(yè)還應(yīng)發(fā)動群眾開展專機(jī)械手表群結(jié)合地設(shè)備維護(hù)工作，進(jìn)行自檢、互檢，開展設(shè)備大檢查。
