发布时间：2023-10-10 17:15:03
绪论：一篇引人入胜的矿用机电设备，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
煤炭行业属于高危行业，煤矿井下生产作业环境又非常特殊，对矿用机电设备也提出了更高要求，不仅要具备可靠的使用性能，还必须具备完善的安全性能。为了有效降低机电设备运行事故的发生，需要从设备的安全准入，设备的安装与验收，在线设备的运行、维护、维修以及技术改造等方面强化管理，真正将煤矿机电设备管理形成了全面的监管监察流程。另一方面，加强煤矿机电设备安全使用的管理，提高机电设备的故障检测和维修技能，对煤矿机电设备运行具有十分重要的意义。
1 煤矿机电设备安全使用的要点
为了保证煤矿机电设备安全运用，应从以下几个方面做好工作：一要重点做好煤矿机电设备现场管理工作，针对机电设备的开关管理、设备完好程度的标准要求、皮带机保护和绞车使用的注意事项、井下安全设施的管理和维护、电缆吊挂标准以及技术资料的规范要求等进行了逐一细化，做到实实在在的严、细、实管理和强化落实。深入开展机电设备隐患排查治理活动。二要狠抓煤矿重点设备安全检测检验工作，规范煤矿重点设备的安全检测检验行为，提高安全检测检验工作质量。三要认真做好机电职工技能培训工作，切实提高机电职工的业务素质，保证矿井安全高效生产。四是要做好机电重大事故预防，不断完善《机电事故应急预案》，对机电事故采取分级管理和快速处置。同时针对重要机电设备，在24小时重点监测的基础上，提前做好临近寿命期设备的统计和摸排工作，对于能够延长服役时间的设备，统一列入重点监控范围，确保设备的高效运转；同时，针对影响主运输、通风、采掘等系统的重要备品备件，定期安排专人与区队核实型号及数量，保证设备出现故障时第一时间进行处置和恢复正常运行。
2 煤矿机电设备故障原因分析
2.1 煤矿机电设备故障类型
（1）退化型故障：主要是由机电设备部件出现老化、磨损、变质、剥落等导致的故障。（2）损坏型故障：主要是由断裂、开裂、点蚀、烧蚀、变形、拉伤、龟裂、压痕等导致的故障。（3）失调型故障：这类故障多因机电设备出现间隙过大或过小、压力过高或过低、行程失调、互相干涉等导致的。（4）松脱型故障：是机电设备部件脱落、松动、丢失等导致的。（5）性能衰退或功能失效型故障模式：一般是由于部分性能衰退、功能失效、过热等导致的故障。（6）堵塞与渗漏型故障：这类故障多因堵塞、漏水、漏气、渗油等导致。
2.2 故障原因分析及其步骤
2.2.1 在进行故障原因分析时，应不仅仅是查找到故障部位，分析故障的原因，对故障的性质进行判别，更重的是针对故障发生的机理，有针对性地采取相应措施，防止类似故障的重复发生。在分析故障后，确定故障发生的真正原因，通过从机电设备的设计、加工制造、安装、运行、使用保养等多方面采取科学措施，进一步提高机电设备运行的可靠性。
2.2.2 在对故障设备进行分析时，一般采用从故障现象，分析其产生的故障机理和原因，有的因为受到设备现场的限制，观察到的故障现象不是一定系统的。不同层次的产品结构，其故障有一定的相互关系。如离心泵不吸水，可能是泵本向轴部件或者轴套表面出现损坏等。也可能是因为离心泵填料过热造成的。
2.2.3 故障分析的过程，涉及的范围和学科比较广，可以说是一门综合性十分强的技术，涉及到系统分析、结构分析、测试分析等，这方面就涉及到断裂、疲劳、腐蚀、磨损等，综合而言，对煤矿机电设备的故障分析步骤如下：
（1）现场调查。这方面包括对故障发生的环境、时间、故障顺序等背景数据进行调查，对故障件的设计图样、验收报告、历史故障记录、维修记录、操作记录等进行收集和归纳，对故障件做初步的检查、鉴别等。
（2）对故障原因和故障机理进行分析、确认。这方面主要是对故障件进行性能试验、对出断裂的部位进行检查分析等，必要的情况下，要对故障设备进行强度、疲劳、断裂力学分析及计算等，从而可以确定故障的原因和故障机理，为下一步故障排除提供依据。
（3）结论分析。在对机电设备故障分析过程中，应对其分析过程中所取获取的相关信息（如调查记录、测试数据等）的全部资料进行归纳，从设计、材料、制造、使用、环境影响等多个方面进行归纳、分析和判断，从而得到一个明确、科学的结论报告，为下一步对机电设备运行、维修、经验交流提供依据。
3 煤矿主要机电设备故障诊断
3.1 主抽风机故障诊断
主抽风机是维持煤矿正常生的主要设备之一，对于保障煤矿工作人员身体健康和生产安全，有至关重要的影响。在主抽风机故障中，最常见的是电机故障。当电机出现温度升高，电流过大时，一般产生原因主要有：（1）冷却空气量供应不足，导致出现短路吸风或者流动空气温度升，导致风流过大。（2）联轴器连接不正，皮圈过紧，或间隙不匀。（3）过负荷或电源单相断电或者线路电压过高或过低。
（4）闸间短路及电机不清洁。（5）电动机容量与通风机容量不匹配。当风机出现接地或者跳闸，则多是因为电动机绝缘层损坏导致的。当风机出现冒火或短路，电刷跳动故障时，通常情况下，在集电环和电刷部位会发现有冒火的现象，在集电环间会有跨越电弧的产生。
产生的主要原因有：（1）电刷压力过低，截面太小，有污。（2）转子和启动电阻匹配不好。（3）集电环不圆，环上铜、石墨粉末太多等。通过对其故障分析，并进行相关的检测工作，可以提高故障诊断的准确性，提高设备维修效率。
3.2 提升机的故障诊断
提升机是煤矿生产系统中的重要机电设备之一，在生产过程中，对于原煤和矸石运输、设备运输、人员提升、材料运送等都具有P键的作用。提升机主要有三部分组成：控制系统、制动系统、系统。当提升机出现故障时，其对煤矿生产的影响范转较广。对于提升机的故障诊断，主要通过传感器状态对其过运行和控制系统进行故障分析，再通过控制系统的频谱进行分析，从而来判断故障部位是不是在控制系统。这方面主要先通过故障定位，然后通过传感器信息融合技术，提取和分析传感器中的有效信息，来提高提升机故障诊断的效率。
4 结束语
为了保证煤矿生产的安全运行，就必须重视煤矿机电设备的安全使用和故障维修工作，通过规范设备使用操作，强化日常设备维护，科学合理的维修才能保证煤矿机电设备能够处于良好的运行状态。相关机电技术人员也要正确认识故障维修的重要性，对故障发生的机理全面把握，在机电设备发生故障后，应从结构设计、材料选择、制造加工、装配调整、使用保养等方面分析和改进，防止相同的故障重复发生。
参考文献
面对着日益紧缺的世界能源储备现状，以及不断发展的电子电力技术，使得变频技术受到诸多客观因素的有力推动，引起了全球范围内的高度关注。在我国，科学发展观有力地推动了电力、机械、矿山等诸多行业内变频技术的推广和普及应用。仅就煤矿企业来说，约有70%-90%的矿井企业用电量均为矿井中各个生产系统的用电。变频技术的使用和推广，极大地提高了机械使用效率，节约了能源消耗。
1.变频技术的发展
伴随着不断进步的控制理论和电子电力技术，无论是在实际应用还是在理论领域，变频技术的发展都是较快的。IGBT、GTR在功率器件领域的更替，最终更深地发展成为智能功率模块；在控制理论领域内，极大地改进了压频比的控制方式，在实际变频器里越发广泛地应用到转矩直接控制盒矢量控制方式，最新的研发方向变为了人工神经网络控制和模糊自优化控制方式；越来越高的调速系统集成度，使得以单片机为起点，总共产生出了高级专用集成电路、精简指令集计算机和数字信号处理器；在功能领域，越来越高度综合化的变频器，使得基本的调速功能能够被很好地完成外，增加了通信、参数辨识和内置的可编程序等功能。这些最新最尖端的变频技术在煤矿企业内的推广和使用，使得矿业机械设备的工作效率得到了极大地提高。具体而言，没有使用变频节能技术之前，风机、水泵等流体机械只有20%-50%的平均运转效率，对于采掘机、空压机和矿井提升机等具有较大变化负荷动力的机电设备，在维护保养、制动、加减速和启动等各方面的浪费极其巨大。变频节能技术的成功应用，完全解决了这个问题，很明显地具有优越的调节性能和节能效果。
2.流体负荷设备中的变频技术
由于泵和风机的负载转速和转矩的平方成正比，只有较低的过载能力要求，因此截流成为了一直沿用的调节流速的方式。根据相关统计，2002年国有重点煤矿共有1486台通风机，其中绝大部分机器的通风效率不足一半。再加上数十个大型的煤矿公司集团，在我国矿用泵、通风机的改进和配备新设备工作中，变频技术的作用将非常重要和明显。
2.1 风机变频调速
我国目前的煤矿新上项目和风机节能改进工作中，越来越多地应用到了变频器，甚至生产出了专门的变频调速装置以适应煤矿作业环境的特殊性。相关资料表明，在杨村矿南风井改造风机工作中，用JS157-10型的低压鼠笼式电动机取代了以前的JRQ-1510-10型的高压绕阻式电动机，两台电机由一台变频器控制。经过改造后的风机实际转速和电机实际输出功率，均比原来更加节能，风压和风量对于矿井的特殊性也更加适合，年节约费用50多万。最新型的ZJT-30型本安隔爆兼变频调速智能系统，其散热方式为IGBT，具有660V的工作电压，可带动的局部通风机功率为28kW，具备了实地和远程控制功能、超温断电功能、保护过流短路功能、瓦斯和风电闭锁功能以及调整载波频率功能。有效地使巷道矿山掘进的效率得到了提高。
2.2 泵中的变频调速
变频调速在给液用泵、矿区给水中的灵活应用，有效地使设备的机械冲击被降低，能够更加灵活地控制工艺系统，使产品质量得到了提高。以PLC控制器和变频器为研究基础，所研制成的用于监控煤矿井下排水泵站的系统，通过变频器对抽水泵进行控制，灵活地进行适时加减速和起停平滑，使井下液位的恒定得以确保，对于泵频繁起停和空转时所产生的巨大能耗进行了有效地降低，同时也降低了设备机械的损耗。加入了PLC控制器，则能够更加灵活和智能地控制变频器，进一步确保了高效安全地生产运行。李庄选煤厂将变频器安装在介质泵上，对于重介旋流器的入料压力的调节，是通过在线水泵转速的调节来完成，避免了增加因启动时过大电流带来的损耗，频繁的起停车次数得到了减少，防止了变压器跳电，使产品质量得到提高。经过实践生产可知，变频调速技术的成功引用，为该选煤厂年增创收入200多万元。
3.机械动力负荷设备中的变频技术
由于煤矿作业具有较多不确定因素、复杂的生产条件以及恶劣环境等特点，很多机电负荷设备所处的工况多是波动频繁，极大地降低了工作效率，严重地损耗了设备，对于安全高效地运行煤矿作业产生了严重影响。而变频技术的运用和发展，将煤矿增效节支带入了全新的领域。
3.1四象限交流变频器
由于煤矿作业环境的特殊性，比如采掘设备的坡度较大，使得电铲、输送机、提升机等机电设备的起停、调速十分频繁，因此变频器的工作必须做到四象限。整流电路在四象限变频器的作用下，用IPM组成的可控整流桥代替了以前的全波整流桥，在电动状态下的电机，其四象限变频器的控制原理和方法完全等同于两象限变频器，即整流电路变为四象限变频器中之前的逆变电路，之前的逆变电路则是之前的整流电路，实现了在电网内回馈电机所产生的电量。
3.2在采煤机中的使用
如今的采煤机调速变频系统已经用“一拖一”代替了原来的“一拖二”。在世界范围内，我国的四象限运行回馈能量交流变频调速采煤技术已属于领先行列，我国生产制造的采煤机可以实现2台变频器之间的转矩平衡和主从控制以及额定转速以上恒定功率调速、额定转速以下恒定转矩调速。四象限调速变频器能够保持基本不变的牵引速度，不会使采煤机出现跑车下滑的情况，同时具有可靠的速度调节、方便的操作、灵活的控制以及简单的结构等特点。
3.3在电铲、胶带输送机中的使用
由于我国胶带输送机目前所使用的是液力耦合器装置，其下行运输皮带在制动、运行和启动时容易出现电机失控的情况。在使用了四象限变频器之后，能够在电网中通过变频器回馈电机产生的负力，使发热损耗降低，对于电气系统和机械系统冲击的问题给予了有效的解决，使设备的使用期限得以延长。作为将岩石、矿石在露天矿山进行装载的大型设备，电铲有着极其恶劣的工作条件，经常会出现堵转、冲击载荷过大等情况。使用四象限变频器之后，能够快速地进行制动、反转、减速和加速，避免了上述情况的发生。
4.结束语
针对煤矿机械设备作业条件和环境的特殊性，变频器的普及推广使用将会适时有效地解决很多难题。目前在我国的矿山中，具有较大基数的矿山，大量机电设备亟需改造，对变频器的需求量十分可观。而且有着种类繁多的大小机电设备，如何能匹配好这些种类的电机设备，将会对变频器的推广普及起到非常重要的作用。随着变频器在越来越多煤矿机电设备中的应用，我国的煤矿行业也必将得到更加快速地发展。
【参考文献】
引言
改革开放以来，随着我国经济的腾飞，能源消耗也越来越多，所以煤矿企业的效益也是越来越好，在这样的大好形势下，故障诊断技术在煤矿企业也迅速发展起来，而且发展的速度令人吃惊，故障诊断技术在矿山机械得到了更好的发展。为了使得煤矿能够很好的生产就一定得采用先进科学技术，从而可以保证机电设备能够安全可靠的运行。由于我国生产的煤矿设备还不能满足其要求，所以必须从国外进口，而煤矿能够高产高效的运转，就必须要保证生产设备的正常运转的效率，所以，矿山机电设备的维修和保养工作就显得更加重要，不然的话，再先进的设备也不能发挥它的功能，为煤矿企业创造好的效益。当前形势下，我国大型矿用设备的维修方法和设施基本上是实施计划经济体制的模式，与国外相比有较大差异，其中很多己不适应市场经济发展的需要。而用于故障诊断技术进行矿山机电设备的维修，则是既结合了我国国情，又吸收先进的技术、经验，这样就可以很好的提高矿井的管理水平，改变现有的维修体制，使其适应市场经济的运行规则。
1、加强煤矿机电设备技术的基础工作
1.1建立健全煤矿机电设备管理制度
在煤矿企业生产过程中，机电设备关系到矿井的每一个方面，而且对机电设备的管理工作量也很大，所以在煤炭企业要建立一套健全的机电管理制度。这样对于机电设备的检查人员来说，就可以做到有章可循、有法可依，能够保证煤矿生产安全有序的进行。
1.2加强煤矿机电设备的监管力度
加强煤矿机电设备的监管力度主要是为了调动个生产单位和基层管理人员的积极性，从而保证设备的完好率、待修率、事故率，达到有关规定的目标，主要是通过将各项技术指标分配到各个生产单位和基层单位，实行评比制度。为保证各项制度的落实，各单位要设置专职设备管理人员，他们主要是对井下设备进行管理，实行分片管理制度和分级管理制度，上级领导随机对井下设备进行检查，若发现机电设备存在故障或者安全隐患，但专职管理员没有发现，这样就对专职管理员进行处罚，并责令整改。若专职管理人员发现了问题，并向上级汇报了相关问题，但管理部门没有及时处理解决，则对相关领导部门进行处罚并责令整改，这样使大家从中吸取教训，可以使得事故发生率降到最低。
2、诊断技术的运用
2.1主观诊断技术
主观诊断技术是指维修人员借助简单的维修仪器或者根据在维修方面的实践经验对故障进行判断和诊断的技术。这种技术方便快速，但是它的可靠性低。主观诊断技术有以下几种方法，如直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法等。直觉经验法指维修人员凭感官和经验，通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因：这种方法即时可以使故障得到解决。但是它的可靠性比较低。参数测量法通过测得系统回路中所需点处工作参数，将其与系统工作正常值比较，即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位，它主要适用于在线监测、定量预报。逻辑分析法通过逻辑关系和故障的显性现象进行逻辑分析，从而找到发生故障的原因和部位，从而得到解决。堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点，堵截观察系统压力和流量的变化，从而找出故障点的方法。故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图，系统故障事件画在故障树的顶端为顶事件，形成系统故障的基本事件画在故障树下为底事件，根据各元件部件的故障率数据，最终确定系统故障。适合较大型、较复杂系统故障的判定和预测。
2.2温度、压力监测诊断法
利用摩擦副、轴承和齿轮传动箱等部位的温度、压力传感器,可以定点在线监测矿山机电设备相关部位的温度和压力参数。连续地对这些部位进行监测并记录历史变化数据,能够快速、直观地反应采煤机的工况状态,还能及时发现故障和预测故障的状态和发展趋势。温度、压力的在线监测诊断法是一种普遍的监测诊断手段,它的优点是能正确、快速和灵敏的反应设备的工况状态。
2.3小波神经网络的应用
神经网络独特的结构和信息处理方法,使其在模式识别、信号处理、自动控制与人工智能等许多领域得到了实际的应用。采用某种网络拓扑结构构成的活性网络,通过学习可以描述几乎所有任意的非线性系统。此外,神经网络还具有自学习、自适应等能力。矿山机电设备的故障诊断中从故障初始征兆到故障源的映射通常具有复杂的非线性映射关系,因此将人工神经网络(ANN)应用于采煤机某些系统的诊断是当前故障检测的前沿技术。
2.4模糊数学的应用
矿山机电设备的故障现象与故障原因之间通常具有多种对应关系,既有确定性的因素,又有随机的因素,使得故障具有渐变性与隐蔽性等特点。针对这种非线性复杂映射关系,在保证诊断精度的要求下,将模糊数学引入采煤机的故障诊断中,建立模糊诊断数学模型,使得定量分析与专家经验、定性分析相结合,并在计算机上实现,为采煤机故障诊断决策者提供辅助作用。数学模型的建立首先需要参考到采煤机领域的故障知识特性,选取适合的知识表示方式,建立表示故障原因和各种征兆之间模糊因果关系对应矩阵。矩阵中的隶属度值的确定需要参考大量故障诊断经验和实验测试的结果,隶属度值可由实际诊断过程中产生的概率数据进行实时刷新。为了提高诊断的精度,可以在诊断的过程中根据经验积累对权矩阵进行修改。
3、结束语
诊断技术是以计算机技术、传感器技术、信号处理技术等多学科为基础的综合技术，其在工业发达国家起步最早，发展最为迅速。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。归纳总结了国内外故障诊断技术的发展，重点介绍了故障检测诊断技术在矿井提升机、大中型采煤机、通风机和矿用高压异步电动机等主要煤矿机电设备中的应用。
参考文献：
