礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養過程分析

馮錦強

（廣州市江弘航空器材有限公司，廣東 廣州 510080）

金屬零件作為礦山機械自動化設備中最主要的部分，其結構質量直接決定了礦山機械自動化設備的使用壽命[1]。為保證礦山機械自動化設備金屬零件結構的安全性，定期對礦山機械自動化設備的金屬零件進行維護與保養是必不可少的。在我國，針對礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養方面的研究十分普遍，但大多數設置的維護及保養項目都屬于初級階段，包括：檢查金屬零件結構是否發生變形以及金屬零件是否存在銹蝕，盡管通過以上項目能夠對金屬零件起到一定的保護作用。但在現實應用中，即使是保養后的金屬零件仍存在一定的安全隱患，需要進一步的維修與保養。針對傳統金屬零件維修與保養過程中存在的問題，提出礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養過程分析，致力于從根本上提高金屬零件的安全性能，為礦山機械自動化設備的良好有序發展提供參考。

1 礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養存在問題

在礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養過程分析中，首先分析現階段礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養存在問題，本文從維護及保養兩方面入手，先較為籠統的分析金屬零件維護及保養過程中存在的主要問題，具體內容如下文所示。

（1）礦山機械自動化設備的金屬零件維護制度不健全。以往針對礦山機械自動化設備的金屬零件，一味地提高礦山機械自動化設備的金屬零件的運行效率，導致金屬零件的損耗加大，極大程度上制約了礦山機械自動化設備的使用性能。由此可見，目前對于礦山機械自動化設備金屬零件維護的重視程度不足，導致礦山機械自動化設備的金屬零件維護制度不健全。

（2）礦山機械自動化設備的金屬零件保養意識淡薄。針對礦山機械自動化設備的金屬零件保養方面，未形成良好的保養意識，缺乏定期的專業化保養流程[2]。礦山機械自動化設備的金屬零件保養是一個長期的過程，不是一蹴而就的，因此，僅在金屬零件故障發生的時間范圍內保養是遠遠不夠的，必須建立礦山機械自動化設備的金屬零件保養意識，從日常角度出發，最大限度上延緩金屬零件發生故障的周期。

2 礦山機械自動化設備的金屬零件維護

（1）基于故障預測的金屬零件故障診斷。在礦山機械自動化設備的金屬零件維護過程中，需要提取礦山機械自動化設備的金屬零件狀態數據，再將數據統一轉換為同一種數據格式后，基于故障預測對金屬零件進行故障診斷。本文主要采用金屬零件故障診斷專家庫、大數據分析技術，對采集到的金屬零件運行狀態參數數據進行識別、處理，利用（FTA）將故障參數與普通運行參數區分，從而實現對就故障問題的預判和診斷。根據不同的金屬零件故障數據，劃分金屬零件故障類型。在判斷金屬零件故障狀態后，從而實現對金屬零件故障的綜合診斷，模糊聚類算法公式如下：

公式（1）中，C(x,y)表示為礦山機械自動化設備的金屬零件診斷過程中運行狀態條件參量；(xi,yi)表示為金屬零件結構的基本參數；S表示為金屬零件運行出現故障狀態時的變化系數。通過模糊聚類算法得到的計算結果，將金屬零件安全狀態等級模糊劃分后，還應當通過逐步聚類的方法再次將金屬零件的運行參數劃分為中、良和優，三種運行狀態，完成對金屬零件的故障分類，再根據分類結果選擇對應的維護方法解決電梯故障問題。

（2）預判金屬零件安全使用時間。完成對金屬零件故障診斷后，為了確保故障不會威脅到礦山機械自動化設備的使用壽命，本文采用Back Propagation算法預判金屬零件安全使用時間，針對不同拓撲結構分別對其預判能力進行訓練。根據礦山機械自動化設備正常運行時金屬零件的參數變化，給出確定的權值和閾值，從而得到更加準確的預判結果，新的閾值即為安全使用時間。由于本文選擇的監測診斷數據均為時序數據，因此在對礦山機械自動化設備的金屬零件進行故障診斷時可將金屬零件任意時間段內連續的樣本監測數值作為輸入節點，將第一次監測數值作為輸出值，并進行對安全使用時間的預判。根據本文上述得出的三種聚類結果，計算聚類結果到聚類中心的實際距離，可劃分全新的預測金屬零件運行樣本的運行狀態的等級。當金屬零件長期處于故障且無人員維修時，隨著運行時間的變化，金屬零件的運行狀態可增加為優、良、中、差，四種診斷結果，最終進入到金屬零件運行危險期。當實際診斷時，金屬零件運行顯示為“差”可直接報廢，本文主要針對金屬零件運行顯示為“中”，則金屬零件此時進入到維護階段，此時的時間間隔即為金屬零件監測點到維護的時間范圍。

（3）補償礦山機械自動化設備運行金屬零件功率因數。在預判金屬零件安全使用時間的基礎上，不僅要平衡礦山機械自動化設備運行供電電容器電壓，同時還要補償礦山機械自動化設備運行金屬零件功率因數。提高礦山機械自動化設備運行金屬零件功率因數是提高金屬零件使用壽命的核心內容。本文運用靜態無功補償裝置，通過投、切電容組的方式，使礦山機械自動化設備運行金屬零件功率因數得到相應的補償。設應用靜態無功補償裝置投、切電容組的計算表達式為K，則有公式（2）

公式（2）中，m指的是礦山機械自動化設備運行電源基波角頻率；ω指的是礦山機械自動化設備運行固有振蕩角頻率；h指的是礦山機械自動化設備運行時流經金屬零件的電流，單位為A；e指的是靜態無功補償裝置的調控相應時間，單位為s；a指的是使用靜態無功補償裝置補償時的衰減系數。通過靜態無功補償裝置，補償礦山機械自動化設備運行金屬零件功率因數，從而起到維護金屬零件的效果。在此過程中，需要注意的是使用靜態無功補償裝置投、切電容組時，必然會對礦山機械自動化設備造成一定的干擾，加速絕緣介質的老化速度，導致金屬零件損耗程度增加。基于此，為實現金屬零件降損，運用靜態無功補償裝置時要選用交流—直流變頻的方式投、切電容組，控制投、切頻率，從而降低對礦山機械自動化設備的干擾程度。并且，在此基礎上，還要額外增加一臺靜態無功補償裝置，方便對礦山機械自動化設備供電電容組的及時切換，保證電流能夠源源不斷的運輸到電容組中。靜態無功補償裝置應用的優勢在于能夠保證在最短的時間內進行安全的投、切切換，當礦山機械自動化設備供電時，靜態無功補償裝置會第一時間啟動，快速進入到工作狀態當中，代替供料設備完成工作。

（4）降低金屬零件的損耗。在礦山機械自動化設備的金屬零件維護中，最主要的目的是降低金屬零件在礦山機械自動化設備運行中產生的損耗，通過靜態無功補償裝置，設其計算表達式為S，則有公式（3）：

公式（3）中，R指的是礦山機械自動化設備運行的負荷電流。通過公式（3）可知，礦山機械自動化設備的負荷電流越大，對金屬零件的損耗越大。因此，可以降低礦山機械自動化設備的負荷電流。為了使礦山機械自動化設備能夠在節能降損的同時正常的運行，需要在輸電線路中添加三臺或三臺以上的靜態無功補償裝置，保證在礦山機械自動化設備的金屬零件維護中礦山機械自動化設備的正常運行。至此，完成礦山機械自動化設備的金屬零件維護。

3 礦山機械自動化設備的金屬零件保養過程

在分析礦山機械自動化設備的金屬零件維護后，要想保證金屬零件質量，定期的礦山機械自動化設備的金屬零件保養工作也是必不可少的。為此，分析礦山機械自動化設備的金屬零件保養過程，本文將礦山機械自動化設備的金屬零件保養過程分為2點闡述，詳見下文。

（1）定期清理金屬零件。不同的金屬材質的激光切割加工工藝和不同種類的油污都可能同時出現金屬零件表面，所以想要確保生產工藝流程的正確展開，就務必將金屬零件上的油污徹底清除。定期清理金屬零件主要是為了，提高金屬零件的抗腐蝕性以及抗磨損性，使金屬零部件保持良好的技術狀態和工作性能。通過環保溶劑型清洗劑，定期清理金屬零件，去除泥沙、異物、化學物質，盡可能的減少其對金屬零件的損傷。通過定期清理金屬零件，進而保證金屬零件的清潔度。

（2）及時置換金屬零件。考慮到金屬零件本質上就是消耗品，在不斷使用的過程中，會出現不同程度的磨損。為此，必須重視對其的日常保養工作。本文采取及時置換金屬零件的保養方式，進而保證礦山機械自動化設備運行的穩定性。礦山機械自動化設備的金屬零件在保養過程中很容易被忽視，進而導致金屬零件破損程度嚴重，制約礦山機械自動化設備的穩定性能。因此，必須及時金屬零件，保證礦山機械自動化設備的穩定性能。

4 結束語

通過礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養過程分析，能夠取得一定的研究成果，解決傳統礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養中存在的問題。由此可見，礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養是具有現實意義的，能夠提高礦山機械自動化設備金屬零件的使用壽命。在后期的發展中，應加大礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養力度。截止目前，國內外針對礦山機械自動化設備的金屬零件維護及保養過程分析仍存在一些問題，在日后的研究中還需要進一步對金屬零件的優化設計提出深入研究，為提高金屬零件的綜合性能提供參考。