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煤矿机械齿轮传动系统寿命评价体系研究

刘云峰1 徐颖杰2

1.北京华电力拓能源科技有限公司,北京,100035,2.郑州机械研究所有限公司河南郑州,450001

摘要: 科技迅猛更迭,特别是在煤矿产业当中,机械设备的应用更加普遍。现阶段,处于机械化时代背景下,不同的行业、不同的领域、不同的工作中都对机械设备高标准要求,特别是煤矿机械设备的应用。因此,煤矿行业应该加大对机械设备的有效研究与改革,创新机械设备的维修方法,确保机械设备能够准时投入使用当中。本文研究煤矿机械寿命的综合评价模型和系统。
关键词: 煤矿机械;齿轮传动;寿命评价
DOI:10.12721/ccn.2022.157225
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前言:在煤矿开采过程中,煤矿机械运转频率极高,机械磨损较大,且煤矿机械传动齿轮常会受到外部因素的影响而停止转动。这些问题将会埋下巨大的危险与隐患,制约着煤矿企业的长远发展。因此,煤矿行业应该加大对机械设备的有效研究与改革,对保证煤矿安全可靠开采具有重要意义。

1. 煤矿机械设备的使用情况

第一,煤矿机械设备使用水平相对偏低。科技的发展助推了煤矿企业开采设备与开采人员的更新。然而,纵观当前煤矿企业发展现状来说,对于机械化设备的使用率相对较低,考虑到一些煤矿企业缺乏足够的资金实力,现代化生产设备意识薄弱,开采技术相对落后,严重影响了煤矿开采设备的使用率。一些矿产企业仍然在运用低效率的煤矿机械设备,无法保证煤矿的开采精度与总体效率。虽然一些企业购进了一大批技术含量较高的现代化煤矿机械设备,但是由于技术人员存在能力和思想上的短板,在实际应用机械设备的过程中仍然存在着障碍,由此导致煤矿机械设备整体使用效率较低,亟待加强改革促进煤矿机械设备的使用。第二,煤矿机械生产的能力有待进一步提升。当前,从煤矿生产研究的情况来说,开发使用设备的频率相对较低。因此,亟待创新煤矿机械设备的使用,引进更先进的煤矿生产思想,特别是在开发引进新机器的过程中,应该多研习一些新型的生产设备,加快核心技术的研发。我国煤矿生产行业正在不断向发达国家进军,同时学习先进的发达国家技术理念,国家增加了资金储备,技术储备,人员储备力量等,为促进煤矿机械生产做出了巨大的努力。因此,就总体生产而言,我国煤矿机械设备的生产研究仍然有待优化提升,若想实现国际化生产路线,还有很长的路要走。

2.矿井机械设备故障原因

2.1机械设备运行时间过长

煤矿生产作业环境特殊,机械设备需要不间断地持续作业,而长期的高负荷工作加上比较严酷的工作环境,会对机械设备的使用性能和工作稳定性产生很大的影响,从而降低了机械设备的使用期限。在长期的高强度作业下,机械设备各组成部分间的协调度会降低,机械器件制造效能降低,稳定性变差,机器设备老旧速度随之提高。

2.2机械设备零部件缺陷

对矿山机械元件的故障情况进行剖析可以看出,机械设备零件问题是造成机械元件故障的主要因素。机械装置的零件来源于不同的制造商,如果工厂制造流程不规范或品控不规范,都可以造成零件的形状、规格及特性与设计规范要求差距较大。这些零件的问题会对机械装置工作形成一些限制,从而造成机械装置无法正常工作。

2.3机械设备超负荷运行

机械设备均存在相应的运转负载和使用周期限制,当机械设备运行速度达到了其所能承受的最大运行负载阈值限制时,机械设备出现故障的可能性就会明显上升,而超负荷运转会严重危害机械设备的工作性能。矿井的生产任务比较繁重,所以对机械设备也往往要求高强度作业,由于长期超负荷工作加上井下不良的自然环境,导致机械设备极易发生故障。同时,机械设备与作业人员的整体素质也有着很大差距,个别工作人员不遵守作业标准使用和保养机器,从而加大了对机械设备的损害。

3.矿井机械设备故障诊断方法的分析

3.1人工经验快速诊断方案

当机械设备出现故障后,一般都会派1名机械检测工程师进入到故障现场,对机械设备的故障情况做出初步的诊断。这时,就必须凭工程师的经验来确定机械设备的故障种类。这种根据工程师的经验来诊断机械设备故障的方式,叫做“人工经验诊断法”。而人工经验诊断法的主要优点,就是直接根据工程师的经验就能够在最少物资的情况下完成对机械设备故障的判断,并且具有较高的工作效率。但这个检测方式的弊端也很明显:第一,机械检测工程师需要有丰富的现场操作经验以及长时间的工作经验;第二,现场情况可能由于个人的情况以及其他不确定原因导致漏检。随着矿井现代化的发展趋势,矿井机械设备的结构越来越复杂,仅凭借人力经验诊断法很难正确、合理地对问题的种类和发生的情况做出准确的诊断。

3.2对偶发性故障采取红外温度诊断技术检测

当煤矿机械设备发生故障时,利用红外温度诊断技术,主要是对机械处于正常状态下温度变化的情况来进行诊断。由于地下环境相对复杂,机械设备产生故障的时候会发生不正常运转与路线偏移的状况,结合红外温度记录测量的结果判断出故障的发生原因以及损坏程度。采用温度检测器、红外温度检测装置等都会检测出不正常的温差,判断机械设备是否属于正常的工作状态。同时,利用这种技术也能够准确定位机械设备故障的具体位置,便于在日后维修过程中加强诊断,采取合理的维修策略

3.3利用油液磨屑分析法

在运用煤矿机械设备的过程中,机械设备的齿轮在高频率摩擦的过程中会出现碎屑,一旦透过缝隙进入到润滑液中,便会影响到润滑液的成分,由此可以直接判断出机械设备的运行状况。所以,借助于现代油液分析技术,包括铁谱分析技术、光谱分析仪,对这些设备进行近距离的观测,可以结合颗粒的成份、具体大小、分工密度等情况,准确判断煤矿机械设备是否运行正常。一旦出现故障,也可以及时检测出来。

4.煤矿机械齿轮传动系统寿命评价体系

4.1评价体系的构建原则

(1)目的原则:在对煤矿机械传动装置的寿命进行评价时,仅对影响其寿命的因素进行了分析,对其它不明确或深远的影响因素则不必作为主要范围。

(2)科学原则:在评估采煤机热电联供传输系统的使用寿命时,必须客观地建立指标和指标数据。只有在科学的基础上作为指导,才能保证指标体系的客观性和可靠性,才能保证评价结果。

(3)系统原则:煤矿机械齿轮传动系统的耐久性因素非常复杂,各因素对其耐久性的影响是叠加或平衡的,因此指标体系的结构必须清晰,而各种影响因素的复杂背景可以明确界定,是准确评估寿命状态的关键。

(5)实用性原则:煤矿机械齿轮传动系统寿命评价指标的建立必须考虑到其工作和运行的特点。指标数据的收集和处理必须考虑到指标体系的最新技术没有实用价值就没有寿命评价的科学意义。

4.2体系的构建

从矿井机械的齿轮传动系统的寿命指标及指标体系的设计原理出发,结合矿井机械的主要影响因素,得出了该评价指标体系的耐用性。

4.3煤矿机械齿轮传动系统寿命定性评价

为保证煤矿机械稳定安全运行,煤矿机械齿轮传动系统寿命指标体系中的定性指标只能在一定范围内改变阈值,地位将发生变化,其耐久性将不可避免地受到严重影响。如果定性指标的初始估值范围超过劣化值,则煤矿机械齿轮传动系统的运行与正常运行状态不同。

5.结束语:

综上所述,在煤矿企业的生产开采工作中,机械化设备的使用效率与运行质量直接影响着企业是否能够稳定发展。在矿井设备的日常使用流程中,发生故障在所难免,当发生故障后,对机械设备的故障进行修复就变得非常关键。因此,对影响其寿命的因素还需进一步研究和完善,以提高评价方法的可靠性。

参考文献:

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