礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)分析探討

袁凱

【摘 要】我國的礦山開采對經(jīng)濟發(fā)展起到了較大的作用，讓社會的諸多行業(yè)都有了資源支撐。對于礦山機電設(shè)備而言，故障診斷技術(shù)可以對其運行的狀態(tài)進行了解和掌握，并判斷整體設(shè)備或者局部部件是否存在異常，找出故障與產(chǎn)生故障的原因，而且可以對故障發(fā)展的趨勢進行預(yù)測。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，礦山開采活動日益頻繁，大量的機電設(shè)備投入運行。在開采作業(yè)中，這些機電設(shè)備有很大機率發(fā)生故障，為了能夠及時地診斷并進行維修礦山機電設(shè)備的故障，應(yīng)用故障診斷技術(shù)己成為大勢所趨。

【關(guān)鍵詞】礦山；機電設(shè)備；故障診斷

就目前來看，受機電設(shè)備使用過程中設(shè)備故障的影響，使得我國礦山企業(yè)的經(jīng)濟損失與職員傷亡情況變得愈發(fā)嚴(yán)重。因此，在開展礦山項目過程中確保機電設(shè)備使用的穩(wěn)定性與安全性，便成為了現(xiàn)階段我國礦山企業(yè)在建設(shè)發(fā)展過程中函待解決的一項問題。對故障診斷技術(shù)分析后發(fā)現(xiàn)，故障技術(shù)的存在主要是為了解決機電設(shè)備的運行和使用故障，提升礦山項目的生產(chǎn)效率和礦山企業(yè)的經(jīng)濟效益，促進我國礦山行業(yè)快速發(fā)展。

1礦山機電設(shè)備發(fā)生故障的原因

1.1零件之間配合作業(yè)出現(xiàn)故障

當(dāng)?shù)V山設(shè)機電設(shè)備出現(xiàn)問題時，其中最常見的原因就是零件間配合作業(yè)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)。經(jīng)過大量實踐證明，最常見的是零件損傷和磨損造成零件之間配合不協(xié)調(diào)。零件損傷主要是指長時間使用或外力損壞，使原零件本身形狀或技能發(fā)生變化，與本來的設(shè)計出現(xiàn)偏差，這種偏差常常導(dǎo)致零件在使用過程中無法發(fā)揮原本設(shè)計的作用。零件損傷是礦山機電設(shè)備最常見的損傷之一，同時也是礦山機電設(shè)備故障檢測中最經(jīng)常需要檢測的故障之一。

1.2礦山機電設(shè)備運轉(zhuǎn)超負(fù)荷

每一臺自動化設(shè)備都具有工作期限和工作強度限制，超過這個強度機電設(shè)備就容易出現(xiàn)故障，這種故障往往會對機器的工作能力和使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。為了不影響設(shè)備的正常運行，應(yīng)該對設(shè)備的開機關(guān)機及作業(yè)設(shè)置的技術(shù)參數(shù)進行必要的修改，同時采取維護檢修措施對機電設(shè)備進行修復(fù)，只有這樣才能提高設(shè)備的承受能力，延長機電設(shè)備的使用壽命。

1.3設(shè)備更新?lián)Q代較慢

設(shè)備更新?lián)Q代較慢是目前礦山自動化設(shè)備中最常見的問題之一，主要是企業(yè)為了節(jié)約成本，長期對設(shè)備進行超負(fù)荷使用，但是保養(yǎng)工作不到位，或設(shè)備長時間工作而造成設(shè)備的不可逆損害。不可逆損害是設(shè)備本身必須經(jīng)歷的，對設(shè)備必須進行更新?lián)Q代，保證機電設(shè)備正常作業(yè)，因為設(shè)備部件的老化和磨損一旦程度嚴(yán)重，就會對礦山設(shè)備的工作能力產(chǎn)生負(fù)面影響。

2 故障診斷技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1常用故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，常用的診斷技術(shù)主要可以被劃分為：第一，參考故障記錄診斷。即診斷人員可以按照設(shè)備故障診斷記錄，按照以往工作經(jīng)驗，在故障產(chǎn)生時進行診斷。這種診斷方式具有處理速度快的優(yōu)勢，但因為對以往診斷經(jīng)驗過于依賴，所以無法處理一些新出現(xiàn)的故障類型。第二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷。此種診斷技術(shù)的靈活性較強，可以通過描述過中類型的非線性系統(tǒng)，在診斷過程中不斷的學(xué)習(xí)新經(jīng)驗，改造傳統(tǒng)診斷技術(shù)，處理十分繁瑣的映射關(guān)系，可以有效處理采煤機等類型機電設(shè)備故障。第三，模糊數(shù)學(xué)診斷法。因為礦山上的機電設(shè)備在實際運行過程中會受到很多因素的干擾，而模糊數(shù)學(xué)技術(shù)可以按照這些因素的類型建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，從而為診斷人員完成診斷工作提供參考，提升故障診斷工作效率，節(jié)約診斷時間。

2.2礦井提升機設(shè)備的故障診斷

作為礦山生產(chǎn)和資源運輸期間的重要設(shè)備，提升機主要負(fù)責(zé)運輸材料、設(shè)備和人員，所以，其木身使用性能的高低，將會對礦山工作人員的人身安全和礦山生產(chǎn)效率產(chǎn)生直接影響。現(xiàn)階段，大部分礦山項目使用的都是雙筒提升機，這種提升機在使用過程中經(jīng)常會發(fā)生松繩故障，所以，診斷人員可以采用在提升機上安裝松繩監(jiān)測裝置的方式來達到故障診斷，防止松繩問題出現(xiàn)的工作目標(biāo)。

2.3采煤機故障診斷

我國以往礦山項目中使用的采煤機設(shè)備診斷技術(shù)水平相對不高，這使得提升其診斷技術(shù)水平，不斷完善相關(guān)診斷系統(tǒng)已經(jīng)成為了診斷采煤機設(shè)備工作提出的必然要求。現(xiàn)階段，我國采煤機工作情況檢測和診斷系統(tǒng)中已經(jīng)納人了較多的科學(xué)技術(shù)，其木身的檢測診斷水平也因此得到了極大的提升。從系統(tǒng)內(nèi)部來看，其主要包括：第一，變頻器設(shè)備通信單元，該設(shè)備在使用過程中可以同時診斷二十七個采煤機的工作情況參數(shù)，擁有獨立顯不屏，可以將采煤機的工作速度、變頻地工作電壓、電極電流等參數(shù)直接顯不出來。第二，工作情況檢測診斷單元。該單元被安裝在了Windows微型計算機之中，直接與控制中心相連接，可以在故障發(fā)生的第一時間將故障發(fā)生情況傳輸?shù)皆\斷控制中心。

2.4高壓異步電動機故障診斷

隨著信息技術(shù)在現(xiàn)代社會的發(fā)展，我國機電設(shè)備故障診斷工作也由此獲得了更多的便利性；并且，人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，也在一定程度上提升了故障診斷的準(zhǔn)確性，使得當(dāng)前我國礦山項目中使用的異步電動機運行故障得以被技術(shù)診斷出來，有效的提升了其木身的工作效率以及機電故障診斷工作整體的工作質(zhì)量。

3故障診斷步驟

3.1建立數(shù)學(xué)模型

礦山機電設(shè)備在正常運行時會產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)和參數(shù)，這些數(shù)據(jù)、參數(shù)能夠準(zhǔn)確反映礦山機電設(shè)備運行的狀況，為機電設(shè)備的故障診斷提供了十分重要的依據(jù)。建立數(shù)學(xué)模型就是為了更好地收集這些參數(shù)數(shù)據(jù)。從本質(zhì)上來說，故障診斷數(shù)學(xué)模型可以簡單劃分為兩個層次，即定性和定量。所以，礦山機電設(shè)備應(yīng)當(dāng)遵循這一原則來建立故障診斷數(shù)學(xué)模型。

3.2采集、處理和分析信息

進行信息數(shù)據(jù)的采集時，將傳感器針安裝在礦山機電設(shè)備上，在運行過程中，機電設(shè)備發(fā)出的各種信號通過傳感器針進行采集和測量，然后對這些收集的信息進行傳送并儲存在數(shù)據(jù)貯存器中，實現(xiàn)對參數(shù)數(shù)據(jù)的了解和掌握。這些數(shù)據(jù)還不可以直接作為故障診斷的依據(jù)，還必須進行相關(guān)的處理，刪除沒有價值的信息，對有價值得信息進行轉(zhuǎn)換，使其成為能夠被直接理解的數(shù)據(jù)，再進行分析和比較，將設(shè)備正常運行的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作參考的對象和依據(jù)，對礦山機電設(shè)備的運行狀態(tài)進行判斷，最終確定設(shè)備故障，并找出故障原因。

3.3故障的預(yù)測

對信息進行科學(xué)有效的分析后，將其作為重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此來預(yù)測和評估機電設(shè)備的故障情況。對于機電設(shè)備各元件的使用情況或使用壽命，也可以用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來進行預(yù)測和評估。經(jīng)過預(yù)測評估，機電設(shè)備的日常保養(yǎng)和維修便有了科學(xué)有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)語

機電設(shè)備故障診斷技術(shù)在礦山設(shè)備的維修中具有重要作用，它不僅大大降低了設(shè)備發(fā)生故障的概率，提高了礦山的經(jīng)濟效益和社會效益，而且還推動了礦山企業(yè)的快速發(fā)展。但是當(dāng)前中國礦山機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)還跟不上礦山設(shè)備更新?lián)Q代的要求，為此，中國的礦山開采企業(yè)應(yīng)該不斷發(fā)展機電設(shè)備故障診斷技術(shù)，不斷更新發(fā)展新技術(shù)，積累運營經(jīng)驗，對設(shè)備進行更新?lián)Q代，這對礦山設(shè)備的發(fā)展有重要影響。

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（作者單位：西山煤電建筑集團礦建第一分公司）