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主動預防性維護和預知性檢修都是以對檢測系統的每日或每月的跟蹤監測為依據,只是它們的監測的對象有所不同,前者主要著重于監測那些容易導致材料磨損和性能下降的系統根源性參數,后者則是為了防止材料失效的發生而采取的預防性措施[2]。
設備故障診斷的內容
設備故障診斷就是采用必要的監測手段,提取設備的有關信號,以此來判斷故障產生的內部原因。基于礦山機械設備的復雜性要求,必須同時對狀態信號、載荷信號、系統特性進行監測。由于故障信息常常與大量的嘈雜的背景音混雜在一起,為提高診斷的靈敏度和可靠性,必須采用先進的信號處理技術,在狀態信號中準確排除干擾噪聲的影響。同時,為了快速排除故障原因,有必要在對設備的日常信號采集和診斷中根據各種具體情況建立故障檔案。所謂診斷就是通過對待檢模式和故障檔案的樣板模式對比,以識別設備的運行狀態,然后再采取相應的措施控制故障的進一步發展或徹底治理修復。它是根據設備運行時振動信號的時域或頻域特性的變化規律來分析設備的運行狀態的一種方法。這種診斷技術操作簡單實用,而且準確性很高,被廣泛應用。
診斷中應注意的問題
維修要仔細、周全為了保證相關機械設備的正常、有效運行,維修必須從設備的使用、維修、管理等多方面全盤考慮。操作人員在使用設備時,除了要嚴格遵照操作流程和操作方法外,還應當熟知設備的性能、參數及內部結構,否則,很容易因麻痹大意或操作不當引發操作事故。例如,在一個液壓系統中,安全閥所調定的壓力是本系統中各零部件所能共同接受的數值,調小了易導致系統運行無力,降低工作效率,調高則會加大馬達等各零部件所承受的沖擊力,損壞某些零件[3]。
關鍵設備的維護和管理煤礦因為井下作業的特殊性,受濕度大、溫度高、易淋水、遭腐蝕性氣體傷害等惡劣的環境狀況影響,對機械設備的損耗極大,所以,更要加大對設備的維護力度,盡最大可能為機械設備創造一個相對良好和適應的環境。如當采煤現場出現淋水時,首先應保護好采煤機電控箱和組合開關等電氣設備,以防止設備灌入水后造成短路起火等危險。在日常生產過程中,要時刻注意對設備內部的防潮處理,比如放入硅膠等可以吸潮的物質,并經常進行檢查更換。值得注意的是,工作人員在具體操作過程當中,對機械設備的各項性能參數千萬不得輕易調整,如壓力、過流保護、漏電保護等參數都有嚴格的規定,不能憑主觀經驗隨意更改。否則,不僅不能保證設備的正常運行,甚至還會產生一些未知的事故隱患。
注重對新設備的保養和老設備的維護新設備主要包含兩個方面,一是指那些在生產過程中新安裝的設備,還有就是一些機械大修完的設備。不管是那種新設備,在正式投入使用后,首先應做的工作便是緊固,以保證其運轉時所必須的連接強度、配合精度等。就可把許多隱形事故扼殺在萌芽狀態,同時也可避免許多設備在大修之后再受損。此外,還必須注意的是,所用設備的各項性能指標是否都達到了規定標準的要求,如油壓、氣壓、電流、溫度等。對性能指數不達標的設備必須立即查明原因并徹底解決,避免隱患的發生。在對新添加設備的保養基礎上,也不能忽視對老設備的維護,甚至更應該加大力度,保證有充足的機械零配件以便應對各種突發緊急事故。因為相對來說,老設備的維修量一般都比較大,所以更不能麻痹大意,維修時一定要分清主次,確保關鍵部位能夠正常、無隱患的工作。任何事故的發生不是偶然的,都是有一個過程的,一些小的細節如果得不到及時的維修,往往會造成大的損失。
設備檢修后要驗收設備檢修完成后并不意味著就可以安枕無憂地投入生產運作了。還必須按照維修流程規定對設備進行質量驗收。在嚴格按檢修任務書和檢修質量標準的有關規定進行驗收時,尤其要側重檢查一些隱蔽部件,詳細查看相關維護人員的修理記錄,嚴格按標準對外露部件進行仔細檢查,進行安全裝置的動作實驗,如單機進行空、輕載和重、滿載的實驗等。
設備故障診斷的基本技術
(1)數學模型的建立。設備在運行過程中往往要涉及很多性能參數,而且這些參數與設備的運行狀態和產生故障的比率息息相關,所以建立一個基于計算機系統的用來反映設備運行狀態與產生故障的各項參數間相互關系的數學模型非常重要。(2)信息采集技術。它是一種對設備運行狀態的各項參數進行信號采集的技術。一般來說,它是靠各種安裝在設備上的傳感器來實現的,再經過傳感器將所收集到的各種信息傳入數據貯存器或計算機系統。(3)信息處理技術。由于現場采集到的相關信息,并不能直接被用來判別設備的運行狀態是否良好,其中不可避免地存在著一些和設備無關的干擾信息,因此必須將這些信息經過適當的轉換處理,變成人或計算機能夠讀懂的有效信息,只有這樣,才能達到信息采集的目的和要求。(4)信息分析與識別技術。就是對處理后的信息進行準確的識別和分析,并結合設備正常運行狀態下的標準參數進行分析、比對,以診斷當前設備的運行狀態和故障類別,再判斷發生具體故障的原因[4]。(5)預測技術。在運用以上技術對設備狀況進行分析的基礎上,對設備故障的發展和部件的剩余壽命進行預測,并提出相應可行的解決辦法。
煤礦機械的發展趨勢
傳統的恢復性修理,只能使有故障的機械通過維修后其使用性能接近原機的性能,沒有包含技術進步的因素。創新性修理是采用新裝置、新材料和新技術修理舊設備,使修復后的設備超過原性能。針對礦山機械故障的突發性、多樣性、成因的復雜性和進行故障診斷所需要的專業知識以及對領域專家實踐經驗和診斷策略的依賴性等因素的制約,有必要對故障征兆和故障模式之間的復雜映射關系進行多因素預測。在目前的網絡建設條件下,致力于開發傳感器設計與實現的綜合工具,采用數據壓縮技術對大量的實時監測數據進行處理和取舍,是解決煤礦機械設備故障維護與診斷的一個切實有效的關鍵問題,也是煤礦機械的發展方向。
結束語
目前,我國煤礦設備維修管理工作尚很不完善,機械設備發生故障以后,經常采取的事后維修或定時停機維修的方式已經完全跟不上時代尤其是煤企的發展要求。不僅造成人力、財力的極大浪費,而且對一些設備隱患不能及時查除、解決,從而造成更大的損失。所以說,在煤炭行業開展設備故障的維護與診斷工作是非常必要的,也是非常可行的。
作者:李琰單位:吉林工商學院信息工程分院