采煤机摇臂有了在线“听诊医生”
◎刘芳
7月8日，国家能源神东煤炭集团设备维修中心总工程师刘混田等人与外部工程技术人员联合研制的采煤机摇臂故障智能预警系统顺利投入使用。“该系统是基于冲击脉冲和高清振动复合检测技术，不仅实现了故障实时预警、报警功能，而且可以通过参数分析故障原因，实现故障信息共享，为采煤机摇臂的故障诊断提供数据支持，提高了设备的故障诊断效率，提升了设备的故障检修质量，被大家称为‘听诊医生’。”该集团设备维修中心总工程师刘混田介绍道。
该集团设备维修中心维修一厂维修二部主要承修采煤机的大修等工作，平均每年检修采煤机37台套。采煤机是煤矿综采工作面的关键设备。采煤机摇臂是采煤机械的核心设备，摇臂齿轮传动系统具有重载、齿轮传动难以润滑等特征，其工作可靠性对井下采煤安全和采煤经济效益具有重要影响。在采煤机摇臂的检修过程中，经常遇到轴承、润滑、齿轮、啮合、间隙等问题引发的机械故障。一直以来，维修人员在检修摇臂时，运用加载测试实验台进行加载测试，通过声音、温度和油液状况来初步判断故障点，然后进行拆解、清洗、检测、安装、测试。“由于没有采煤机摇臂故障智能预警系统，不能提前对其故障类型进行获取并精确定位，而且故障诊断需要在摇臂完全安装好后才能进行加载测试鉴定，一旦出现问题，需要重新拆解后进行维修，劳动轻度大，检修效率低。”该厂技术办公室副经理王旭东说。
为解决该问题，4月初，该厂联合外部工程技术人员成立了以刘混田、王旭东为主的技术攻关小组，经过3个多月的共同努力，通过查找资料，分析研究，多次实验完善，采用更换有线数据传输线和自动螺纹套吸铁式，解决了数据传输不准确、传感器无法安装定位等问题，研制了一套采煤机摇臂故障智能预警系统。
采煤机摇臂故障智能预警系统主要由终端监测传感器、数据传输系统、数据存储设备、数据上传系统、数据分析系统等5部分组成。使用时，在摇臂电机两端轴承位、各级惰轮位、行星减速机输入轴轴承位和两级行星机构大齿圈处安装冲击脉冲和振动复合式传感器，通过传感器与数据采集单元的配合，对冲击脉冲和振动信号进行采集，结合被测设备的参数，进行数字信号处理，得到反映设备运行状态和故障状态的关键特征参数。当参数出现异常时，系统可自动进行报警提示，同时触发报警状态下的诊断分析功能，实现对设备运行状态的监视、保护和趋势预测。
王旭东介绍，该智能预警系统具有以下功能：一是通过冲击脉冲技术和高清振动复合检测技术，可预知采煤机摇臂轴承的早期、中期、晚期故障：二是通过冲击脉冲频谱分析，可准确判断出是采煤机摇臂齿轮出现故障还是轴承出现故障：三是通过振动检测技术，可清晰地看出采煤机摇臂齿轮的啮合故障。同时，服务器可完成数据的存储、展示以及网络的相关配置工作，可通过万维网浏览器远程查看采煤机摇臂的运行状况，既可做趋势分析，考察设备长期以来状况的变化情况，又可做频谱分析，具体分析出现该故障的原因，提高摇臂的故障诊断效率，提升摇臂的故障检修服务质量。
采煤机摇臂故障智能预警系统投入使用后，设备技术管理人员、相关领导都可以通过相应的权限管理来查看设备的状态，诊断设备的运行情况，精准定位设备的故障点，大大地提高了设备维修效率。“以前，检修一台采煤机摇臂至少需要5名职工历时7天才能完成，现在3名职工用时3天就可搞定。”刘混田满意地说。
图1：王旭东对照采煤机摇臂工作原理图，指导维修人员如何使用故障智能预警系统
图2：维修人员通过故障智能预警系统精准定位采煤机摇臂故障点后，精准维修设备
图3：维修人员利用故障智能预警系统对采煤机摇臂的故障点进行精准定位
