芻議礦山機電設備故障診斷及安全檢測技術

李文亮

【摘要】近年來，礦山機電一體化設備使用量大大增加，在很大程度上提高了開采效率，但是與此同時，也伴隨著一定的風險，設備一旦出現故障，很容易導致各種事故的發生，如果是一些關鍵性的設備出現大的故障，甚至會造成災難性的安全事故。因此，必須盡量避免因設備故障導致的經濟損失和安全事故的發生。要做到這一點，根本的解決辦法就是對設備進行嚴格的故障診斷及安全檢測，以確保其安全、穩定地運行。簡要介紹了設備檢測技術的發展現狀及其在礦山機電設備中的具體應用，并對如何做好礦山機電設備的維修工作提出了建議。

【關鍵詞】礦山機電設備；故障診斷；安全檢測

近年來，各種礦山機電設備日趨大型化和高度自動化，并且采礦環境也隨著開采深度的增加而變得日趨惡劣，這就要求應用更多的新設備、新技術。伴隨著機電一體化設備的應用越來越廣泛，其安全性問題日益凸顯，近年來由于設備故障造成的安全事故屢見不鮮。鑒于上述原因，如何確保礦山設備的安全運轉，就顯得尤為重要。

加大對機電設備的故障檢測和安全診斷力度，需要采用合理的系統控制理論，并且要建立科學、合理的設備故障預警系統，只有這樣才能從根本上減少甚至避免設備故障造成的各類事故。

一、礦山設備故障診斷及安全檢測技術簡介

（一）技術特點

隨著科學技術的發展，現代維修理論及其相關的基礎學科理論都在不斷發展，一些現代工藝理論和檢測技術也逐漸完善，這些都使得設備故障檢測診斷技術取得了長足的發展，該技術有以下特點：

（1）目的性強。

進行診斷檢測的目的比較明確，就是在設備運行期間發現其故障及存在的隱患后做出準確的定位、分析，在此基礎上，制定相應的維修及補救措施，以保證設備的安全運轉。

（2）技術涉及面廣。

安全診斷及檢測維修技術往往涉及到動力學、物理學等各個學科，以及機械制造、自動化應用、液壓控制系統等相關領域。因此，故障診斷和安全檢測是一個綜合性很強的行業，要求相關人員知識面比較廣，經驗比較豐富。

（二）故障檢測的基本技術

（1）分析識別技術。

對在生產過程中收集的相關信息分類、識別和分析，結合設備正常運行時的標準參數進行比對，確定當前設備狀態及可能出現的故障部位、故障類別，并及時找出原因進行維修。

（2）信息采集技術。

該技術主要用于對設備運行時期的各種信號和參數進行精確的采集和測量，需要在設備上安裝各類傳感器，采集實時信息數據，并及時將數據放入存儲器或計算機存儲。

（3）信息處理技術。

主要是對采集到的信息進行處理，進行必要的加工和轉換，對其中有用的信息加以提煉并作出分析。

（4）數學建模技術。

設備在運行過程中參數眾多，且往往與設備的狀態及是否有故障隱患有密切關系。因此，需要運用數學建模技術，利用一個數學模型來展示各種參數與設備狀態之間的關系。建模技術對應用計算機系統檢測設備狀態至關重要。

（5）預測技術。

通過對采集的各類信息進行分析識別之后，結合相關經驗，對設備故障及部件的使用壽命進行合理預測，有助于避免故障的發生。

二、故障檢測方法及其在系統中的應用

（一）依據歷史信息進行故障檢測

該方法是根據機電設備系統組成原理，針對故障部位進行局部故障的分析排查，找出故障原因。該方法在礦山設備維護中占有重要地位。通常在設備發生故障之后，通過發生故障的過程分析，經過細致排查，得出診斷結論，對這些結論進行分類、歸納之后，形成一個有效的故障集合。再出現類似故障時，可以根據故障表現出來的特征，從上述集合中進行查找，采取相應的處理措施。該方法適用于故障現象相同或者類似的情況，往往能夠比較快速地對故障進行定位。

（二）觀察檢測法

通過對機電設備的軸承、齒輪傳動箱等部位的溫度和壓力等參數進行實時檢測，將這些數據進行記錄并與歷史數據相比較，能夠直觀地反映出設備的工作狀態，進而及時發現故障隱患，并對其狀態發展趨勢進行有針對性的預測。

（三）小波神經網絡的應用

小波神經網絡是近幾年興起的一種信息處理方法，在模式識別、自動控制、人工智能等諸多領域應用廣泛。其優勢是對非線性系統進行分析。具有自學習、自適應等特點。該技術是當前診斷礦山機電設備故障的前沿技術。

（四）模糊數學的應用

機電設備發生故障的現象與其誘發原因之間往往存在多種對應關系，并具有一些不確定性，這就使得故障的漸變性和隱蔽性增強。針對這種現象，在故障分析過程中，采用模糊數學的理論進行建模，可以結合定量、定性分析及專家經驗，并能在計算機上進行實現，可以有效地進行輔助診斷。實際應用中，往往用矩陣作為存儲數據的工具。為了提高診斷精度，應該在故障檢測過程中根據實時情況對矩陣的權值進行修改。

三、對提高礦山機電設備維修效率的幾點建議

為了提高機電設備維修效率，在實際工作中，應該做到以下幾點：首先，需要重視對相關人員的培訓工作，例如管理人員、設備操作人員及維修人員等，使其具備一定的設備故障辨別和處理能力；其次，要進行技術改造工作，充分利用科技的力量對相關設備進行改造，以便有效地增加其使用壽命，間接減少故障發生率；最后，需要完善、健全設備維修的管理體制，在維修過程中，需要有統一的組織和制度。這樣才能提高機動性，在很大程度上提高維修效率。