超声波在煤矿机械设备检测中的应用

［摘要］煤矿的生产环境较为恶劣，煤矿的机电设备如长时间不间断地在恶劣的环境中工作，会使零件损坏严重，相关技术人员如不能及时发现问题所在，将导致事故的频发。通过对目前煤矿设备检修问题进行分析，提出了采用超声波无损的手段对煤炭生产机械设备进行检测。

［关键词］机电设备；零部件；超声波无损检测技术

0引言

煤矿的生产环境较为恶劣，煤矿的机电设备在此条件中长时间不间断工作，零件损坏严重，相关技术人员如不能及时发现设备中的问题，则不能保证机电设备的正常工作，长时间的高负荷工作将导致事故的频发。为此，主要对目前煤矿企业中设备检修的问题进行分析，然后提出采用超声波无损的检测手段对煤炭生产机械设备进行检测并对其优劣进行讨论。

1目前煤矿企业中设备检修情况

1.1对机械设备的维护不重视

目前，我国有些煤矿企业对机械设备的维护不够重视，具体的表现在以下几点：①技术人员对机械设备的检测不够全面，机电设备没有安装维护装备；②技术人员对机械设备检测时没有采用正确的方法，容易损坏机械设备；③对机械设备的保养工作不细致、不扎实，导致机电设备出现生锈现象等；④矿井提升设备的内部系统检修不完善，没有安装保护设施；⑤对机电设备进行检修时，没有详细的记录相关检测情况。

1.2机电检测设备和技术落后

煤矿生产中的许多机械设备制作精密、操作技术要求高，设备的检测和维修较为困难。由于机械设备在较为恶劣的工作环境中长时间不间断地高负荷运转，设备故障频出。与此同时，煤矿企业缺乏先进的机电检测设备技术，相关人员没有进行系统的检测培训，工作中往往会因为设备的陈旧和方法的不当，导致检测不准确造成设备的损毁。

2超声波无损检测技术及基本要求

煤矿机械设备检修最便捷有效的是超声波无损检测技术。该技术是在不对机械设备中的零部件造成损伤的条件下，采用超声波对设备的内部系统中的零部件进行探测，检查零部件的损伤情况。超声波无损检测技术可以不干扰机械设备运行轨迹，在机械设备正常运行的情况下，对其内部系统进行精准检测，不仅可以快速检测出零部件的损耗情况，还可以准确探测损伤零部件所在的位置，然后运用软件进行分析，得知出现损伤零部件的使用寿命，从而判断该零部件是否需要更换或维修。采用超声波无损检测技术不仅提高了检测的准确性，也大大节省了技术人员的工作时间［1］。

3超声波检测方法的选择

根据所检测零部件的制造工艺特点、检测成本、技术要求等方面来选择超声波检测方法。煤矿机械设备零部件的铸造工艺主要分为3大类：即锻造类零件、焊接类零件和铸造类零件。

3.1超声波检测锻造类零部件

采用锻造方法生产的机械零部件在制造过程中容易出现裂纹或裂缝。锻造生产的零部件易损部位主要集中在凹槽处、轴肩和轴颈，在工作时受到较大的旋转力、应力或者巨大的冲击力时容易出现折痕。同时，锻造零部件不仅结构复杂，而且组装困难，难以做到先拆除检测再重新组装［2］。采用传统的手工探伤方法，不仅需要耗费大量的人力物力，而且检测精确度差。而采用超声波无损探测技术不需要拆卸机械设备，就可以快速准确地得到探测结果。采用超声波无损探测技术对提升机的主轴进行检测，超声波可以贯穿整个主轴，这样可以对主轴进行全面检测。从而检测主轴的损耗情况，在检测过程中可以根据实际情况，对探测头所处的位置进行调整。

3.2超声波检测焊接类零部件

焊接零部件的损坏一般是由焊缝质量引起的。因此，为了保证焊接零部件的安全可靠，必须对焊接缝隙进行检测。采用超声波无损检测时，因探测头的角度单一，存在较大的盲区，无法对焊缝进行全面的检测，会导致检测结果不准确。为了解决此类问题，采用相控阵技术与超声波无损检测技术结合的超声波相控阵技术。该技术通过对阵列换能器的控制，间接控制超声波的作用范围，提高了检测的范围和作用时间，同时增强了成像的清晰度［3］。

3.3超声波检测铸件类零部件

矿井生产设备中摇臂箱体和采煤机变速箱体是用铸造工艺制作的。此类铸件的晶体颗粒较大且分布不均匀，容易出现散射现象，在采用超声波探测时会出现草形波，降低信号的强度，当超声波的频率较高时此问题则更为严重。因此对此类铸件进行检测时，宜选用频率较低的直探头。

3.4确定机械设备的检修周期

为了保证机械设备的正常运行，必须合理确定设备检测周期，按照该周期运用超声波无损检测技术及时进行检修，这不仅可以及时知道零部件的损耗情况，还可以及时处理潜在隐患，从而保证煤矿的安全生产。机电设备的不同，检修的周期也大不相同，应该区别检测。比如对于一些长期不间断运行的机械设备，可以在停机以后进行检测。

4结语

对机械设备的零部件检测，运用超声波无损检测技术，不仅可以精准判断出零部件的损耗情况，还可以准确地判断出位置，为零部件的维护提供了科学依据。此技术保障了机电设备的安全运行，减少了由于机电设备故障而引起的煤矿生产安全事故。经过周期性地维护，延长了机械设备的使用寿命，为煤矿企业的高产高效生产提供了强有力的保障。

［参考文献］

［1］侯宇怀.机械电气设备故障应急的处理研究［J］.江西建材，2017（22）：184.

［2］.超声检测技术及其在煤矿机械检测中的应用［J］.机械管理开发，2017，32（11）：54-56.

［3］许鲁芳.超声检测技术在煤矿机电设备安全检测中的应用分析［J］.山东工业技术，2017（18）：102.

［4］杨书伟.矿井机电维修方式的思考［J］.科技与企业，2013（22）：331.

作者：肖龙 单位：山西省阳煤集团煤炭工业阳泉矿区建设工程质量监督站