煤矿机械设备传动齿轮故障信号检测方法

煤矿机械设备传动齿轮故障信号检测方法

周少波

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摘要：现代煤矿生产主要设备在操作过程中不可避免地会发生故障。旨在提升煤矿综采机械设备工作使用中能够发挥出更大的工作效能和产生最大化的经济效益，综采机械离不开设备综合管理和设备故障的维修保障。通常的煤矿开采，煤层厚度也会在几米和二十几米之间，合理规划开采的机械设备，能够有效产生综合影响。因此，煤炭开采相关企业一般都会不断提高综采机械综合管理，以及综采机械设备故障排查维修，大力发展煤矿机械设备利用使用效能，产生最大化社会经济效益。

关键词：煤矿机械设备；传动齿轮；故障信号

引言

在煤矿生产工程中,机械传动齿轮是重要组件之一,其质量会对整个生产过程造成严重影响。若机械设备中的传动齿轮存在故障,就会导致整个机械设备的传动性能降低,使其应用安全性降低。为避免此类问题的发生,应实时监测传动齿轮的运行状态。传动齿轮在运行过程中,由于长时间高频运动,可能会存在松动、失效等现象,其与其余部件摩擦、碰撞会产生瞬态的冲击信号,而失效现象也会导致声反射现象,亦可将其看为瞬态的冲击信号。瞬态的冲击信号具有非线性、非周期性等特点,并且其运转环境也存在较强的背景噪声,故对其进行提取、检测的准确性较差,无法判别其是否存在故障。针对这一问题,众多学者开展研究,获得一定成果。

1煤矿工程机械管理的必要性

1.1提高工程机械设备的使用效率

煤矿工程机械施工管理过程中，需特定技术或施工条件对基础数据点进行标定，但是，在具有多变性、动态性的煤矿工程建设现场存在问题点相对较多，例如，工期变化、内外部环境变化、技术更新等问题，均可能造成机械设备应用的失范性特征。此过程中，管理及运维工作的开展针对工程机械设备运行工况起到时效性调节作用，按照基础作用点分析不同设备组成在生产作业过程中可能产生的应用价值，结合管理指标实现主观以及客观因素的处理，有效保证工程建设的稳定性。

1.2增强工程机械设备的安全性质量

作为工程设备稳定运行的前提所在，但是，对于设备组成架构或部件承载机制来讲，长时间磨损状态，使设备在极限承受范围内产生高磨损问题，如未能进行定期养护处理，极易造成显性故障，严重可能导致生产断层问题。工程机械管理工作的开展可践行其在运行过程中的安全管理指标，结合设备驱动机制以及工作原理等，对设备及其施工工作的开展状况，进行多维度养护处理，提高生产中的安全属性。除此之外，管理过程中也可通过不断调整管理方案，对相关维护工作起到支撑作用，增强系统运行的稳定性。

2机械设备问题分析

2.1设备管理工作分析

常规煤矿施工开采是一套完整和复杂程度非常高的综合流程体系，同时还要管理施工的精确度保证，综采机械应用大型的设备操作和管理都具有非常高标准要求。综采设备能够完全应用在施工中来提高煤矿工程的综合效益。煤矿综采机械也随着社会科技进步不断优化和提升设备性能，国内的煤炭应用大型机械设备水平欠缺。现存的客观影响因素之一是人工问题，由于煤炭综采的机械设备具有一定的专业要求需要操作人员的技能水平和职业素质比较高。某些企业为了投入成本问题，采用将就着凑合着的机械设备，毫无疑问是降低了开采效率的。同时，设备的使用对象是非常复杂的未知环境，煤矿综采机械操作和对象环境的匹配问题也是一个盲点，管理人员对于设备和操作者的综合管理技能能力欠缺也是一种客观存在问题，种种问题都有隐患，产生应用和维护的费用。与此不同的是，某些企业大力投资，通过新型煤矿机械设备采购和硬件提升来规避常规开采效率低的现象，但是新设备智能化更高，结构相对更加复杂，高度发展的综合设备其中表现最大的是电路方面集成程度高，尤其是芯片领域，技术含量高、成本高，也是故障和维护的难点。

2.2压力控制不当产生的故障

煤矿采掘机械压力系统是否能够达到稳定性要求，和油压的控制存在直接的关系。如果油压出现波动变化的情况，极易导致油液流量、速度方面不合理。在油液流动性不足的情况下，控制管内节流阻力会增大，容易出现内部管道壁淤积杂质，造成节流阀堵塞。油压力不足的情况下，液压系统执行元件不能正常的动作，或者运动速度减慢，也会造成多个部件发生异响。而如果压力升高的情况下，液压系统执行元件动作速度加快。如果采掘机械液压系统的运行不畅，工作效率会下降，能耗升高，也会导致执行部件的损坏，使用寿命会大幅缩短，对于系统工作效率带来不利影响，也会危害人们生命健康。

3机械设备在煤矿中的优化

3.1综合维修和管理方面

煤矿施工管理不能脱离实际生产，不能脱离项目工地情况盲目开展综采设备维修，必须严格执行检修准备工作，科学合理的检修方案。评估工作环境和施工现场的工况影响，施工方应该在检修和工作过程中防护到位，避免有害的物质影响设备寿命，主要表现在环境防尘措施和整洁煤渣的措施，因此，综采设备要科学和高频次进行清理作业。项目上，综采机械设备在执行开采任务时，需要设备开掘到煤层中，要下到井下，在地下开展施工工作，为了安全方面提升，必须要合理布置预警设备包含各种有害检测、温度检测、压力强度检测等，增加作业面的照明灯布置，避免黑暗风险、设备和周围环境加装尽量多的警报措施。加强煤矿作业现场综合管理能力、人员管理、施工流程管理、设备管理等，建立科学的管理体系。管理方面要强化施工人员的技能和工作态度教育、培训、提升。

3.2液压系统元件活动异常

液压设备元件工作出现异常情况，会给液压系统带来很大的影响。比如，突然出现震动异响等，都会导致严重的问题。而节流通道内存在杂质，容易造成液压系统工作不稳定，所以必须做好清洁处理。此外，系统压力也关系到液压系统运行效果，如果压力不足造成故障问题，要及时调整压力参数值，直到溢流阀的各项参数值合理，才能消除机械故障的问题，提高系统运行效果。

3.3做好液压系统的检查工作

在煤矿掘进停机的环节，应落实液压系统检测工作。其一，检查系统是否出现漏油情况。通常来说，液压系统都会发生一定程度的漏油，检查环节应了解漏油是否严重。其二，检查系统管道是否完好。在掘进机正常工作中会有岩石、岩块等迸射，砸到管路上造成结构损坏，所以要检查管道是否完好。其三，检查液压系统是否有比较多的岩块、石粉等，粉尘比较多的情况下，极易导致液压系统无法正常的工作。此外，在检查工作全部结束后，应做好系统记录工作，尤其是检查时间、部位、生产状态等，结合具体的检查结果，展开液压系统的维护与保养。对于液压系统进行正常的维护和检查，重点是确定合适的维护检查方案，并且重视工作人员的培养，提高人员专业技术水平，日常的维护与保养工作顺利的落实，促进液压系统运行效率与质量的提升，确保采掘系统稳定运行。

结束语

传动齿轮在机械设备运行过程中发挥重要作用,针对传动齿轮故障检测问题,提出煤矿机械设备传动齿轮故障信号检测方法。该方法对传动齿轮的机械运动进行详细分析,获取了动力学方程,然后引入小波变换理论,完成故障信号的去噪、增强及分解,实现对故障信号的检测。测试结果表明,本文方法对传动齿轮不同故障的检测准确率高于90%,具有较大的应用价值。

参考文献

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[2]姚明镜，唐璇，覃俊，等.基于小波变换的煤矿机械滚动轴承故障诊断[J].煤矿机械，2021（1）：154-157.

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