故障診斷技術在礦山機電設備中的應用分析

李吉軍

（內蒙古平莊煤業（集團）有限責任公司紅廟煤礦，內蒙古 赤峰 024000）

近年來隨著經濟發展，對礦業開采生產的需求也越來越高，想要有效提高采礦率，增加采礦設備并改進生產技術是非常必要的。由于礦山開采的環境一般比較惡劣，再加上高頻率的使用，礦山機電設備發生故障的幾率越來越高，所以設備在使用過程中，需要采用科學的故障診斷技術，及時準確地找到故障原因，并在第一時間解決，確保設備的正常運行，實現礦山開采的效益最大化。

1 礦山機電設備維修的重要性概述

礦山機電設備在使用前、使用中和使用后都需要進行檢查，及時發現并消除設備的故障問題，在診斷礦山機電設備故障的時候采用故障診斷技術，可以及時發現設備潛在的隱患問題，并針對性地提出解決方法，可以及時規避風險，降低故障發生幾率。設備的故障問題得到及時解決，可以有效延長機電設備的使用年限，也能有效減少企業的設備投入成本，對于企業的生產發展也有促進作用[1]。解決礦山機電設備的故障問題，也是企業發展過程中需要面對的首要問題，因為企業發展的最終目的是獲得最大的利益，而機電設備發生故障，將會嚴重影響礦山生產效益，從而影響企業經濟效益，所以及時解決機電設備的故障問題，可以有效提高礦山設備的使用和生產效率。最后，礦山生產過程是非常復雜的，且具有一定危險，如果機電設備的故障問題沒辦法及時被發現并解決，可能帶來嚴重的安全隱患，甚至嚴重危害工作人員的人身財產安全，應用故障診斷技術，可以有效解決礦山機電設備的故障問題，保證設備安全運行，為工作人員的人身財產安全提供了有力保障，才能確保礦山生產工作正常安全進行。

2 礦山機電設備常見故障

想要解決礦山機電設備的故障問題，就要了解常見的故障類型，目前常見的故障有：組件老化、零部件磨損和異常磨損。由于機電設備長期處于運作狀態，再加上操作人員可能存在著不規范的現象，導致一些組件可能出現老化或者過載現象。設備使用過程中，機械振動或設備不合理定位，可能導致零部件出現磨損破裂。再加上礦山設備使用的環境一般比較潮濕，也會導致設備產生異常磨損，縮短設備的使用壽命。

3 礦山機電設備的故障診斷技術

3.1 主觀診斷技術

主觀診斷技術主要是依靠工作人員根據以往工作中對于故障診斷方面的經驗，并參考設備以往的故障診斷記錄，對設備的故障易發點進行重點篩查，以此來診斷故障的具體位置和類型，并以此為基礎進行故障分析和參數調整來維修設備。主觀診斷技術應用于礦山機電設備的故障診斷中，可以及時發現故障，并甄別出故障類型，及時了解到設備的實時運行狀態。其優點在于操作簡單便捷，但是可能會出現維修人員個人主觀性過強的情況，所以機電設備故障比較復雜的時候，主觀診斷技術會存在一定的局限性[2]。

3.2 智能化診斷檢測技術

智能化診斷技術在我國已經廣泛應用于礦山機電設備的故障診斷工作中，并且有著非常好的市場前景，這一技術模擬了人腦的運動過程，收集了各類礦山機電設備的故障信息，通過模擬專家診斷系統來逐一排查確定故障。其中最關鍵的是神經網絡和專家系統，模擬出人類的思維方式，并把專業的礦山機電設備運行信息和經驗進行整合，對故障進行專業系統的分析研究，最終獲得準確的故障診斷結果。和傳統的故障診斷技術相比，它總結了人類的經驗和知識，根據邏輯推算，可以更快速準確地診斷出設備的故障問題，對礦山機電設備進行了正確的診斷，避免帶來更多的安全隱患。

3.3 信息采集技術

信息采集技術是通過獲取機電設備在運行中的各項真實有效的數據信息，和正常運行的數據信息進行對比，然后根據設備實時運行狀態，從中判斷出設備是否存在故障。礦山機電設備在運作過程中，熱量、壓力、振動等都處于動態變化的狀態，不同狀態下會有不同的參數信息，例如設備在正常運轉時，其振動頻率和故障時的振動頻率會有較大差別，信息采集技術通過獲取設備運轉過程中的各項參數，可以判斷出設備是否存在故障，為機電設備的故障診斷工作提供了數據參考。一般來說，在應用信息采集技術的時候，獲取到的參數越多，診斷的準確性和科學性就會越強[3]。

4 故障診斷技術在礦山機電設備中的應用

4.1 對故障現場進行初步診斷

當礦山機電設備在運行時發生故障，負責診斷的工作人員需要到現場進行初步診斷，主要依靠眼睛看、耳朵聽、手觸摸等感官上的初步觀察，然后再對設備進行進一步調查，如溫度檢測、紅外熱成像檢測、超聲波檢測和壓力檢測等，用相應的設備完成檢測并記錄各部件的數值變化，同時還需要用專門的計算機診斷設備分析比對各項數據，判斷出具體故障點和故障原因，提出相應的解決辦法。

4.2 故障診斷技術在高壓異步電機故障診斷中的應用

在目前我國礦山生產過程中，異步電機是礦山機電設備中比較容易發生故障的設備。在異步電機的運轉過程中，非常容易出現機械部件的損傷，這就容易導致絕緣部件的老化脫落，將嚴重影響設備的安全性能，無法進行正常的開采工作，所以對異步電機的故障診斷是不容忽視的。高壓異步電機常用的故障診斷技術是部位放電故障診斷技術，當異步電機發生故障時，接線頭會產生放電現象，并且放電現象會隨著故障發生的時間增加而增加，所以診斷人員可以根據這一現象進行判斷，預測出設備的使用壽命還有多久，并為后續的檢查維修工作提供數據參考[4]。

4.3 故障診斷技術在礦山提升機中的應用

提升機也是礦山生產中的重要設備，其正常運行是順利開展礦山生產工作的重要保障。可以利用紅外線熱像儀對提升機表層進行觀察，并對設備周邊的信號變化情況進行非接觸的在線監測，以此來發現設備運行過程中是否出現了螺絲松動錯位或鋼絲繩松動等問題。通常對于提升機的信號檢測需要持續2-3天，檢測出不同運行速度下的信號信息，通過紅外線對隱藏的故障部位進行綜合檢測和判斷，明確出具體故障點，可以有效提高診斷的準確率。

4.4 故障診斷技術在礦山采掘設備中的應用

采掘機械是礦山生產工作中非常重要的設備，而在實際生產過程中，采掘機械的使用頻率非常高，工作負荷非常大，所以發生故障的幾率也很高。例如，掘進機在進行割刀工作的時候，軸承磨損會增加，各部件之間的摩擦也會增加，使設備的溫度逐漸提高，就容易發生故障。所以可以對相關的部件進行溫度檢測，這樣能夠及時發現部件溫度是否正常，如果溫度出現異常，就應該馬上停止施工，使部件冷卻下來，降低礦山機電設備發生故障的幾率。同時也需要注意，要根據實際情況，科學合理地利用故障檢測方法和溫度檢測方法，如此才能快速準確地解決故障問題，保證設備的正常運行。

5 故障診斷技術的強化措施

礦山機電設備的故障診斷，需要工作人員結合地下工作環境的特點，對機電裝置的結構、性能和運行狀態進行綜合性的分析，再進行針對性的維修處理。在礦山機電設備的運行中，工作人員可以通過以下幾點，來加強故障診斷技術的應用，從而提高礦山機電設備的工作效率。

5.1 事后維修

事后維修就是在故障發生后進行維修，一般是機電設備部件沒有及時進行維護，從而無法進行工作，通常會將有缺陷破損的部件進行更換，以加快設備的維修速度。但這種方法只適用于結構較為簡單的設備中[5]。

5.2 定期檢修

礦山機電設備如果出現故障，可能帶來嚴重的安全隱患，所以不能光靠事后維修，更要加強定期的檢修，對機電設備各部件進行常規分析檢查，預測出設備的狀態，及時防范可能出現的故障。定期檢修不僅能有效提高設備的使用壽命，還可以降低維修成本，提高生產效益。

5.3 在線維修

在線故障診斷技術的應用，如將電子探測器應用于機電設備的報警控制方面，當設備可能出現故障時，電子探測器可以提前發出預警，當故障發生時，也可以及時將故障信息傳送到工作人員處，可以讓維修人員快速獲取設備運行信息，及時做好維修工作，不僅提高了設備的壽命和工作效率，還能給工作人員提供更加精準的設備信息。

5.4 改進維修方法

隨著我國科技的不斷發展，未來也會有更多先進的技術和設備，都可以運用到機電設備的故障診斷工作中去，不斷改進機電設備的診斷維修方式，把機電設備的故障率降到最低，提高礦山的生產效率，延長設備的使用壽命，并進行信息備案，避免同類故障重復出現。改進維修方式，不光要從技術方面入手，也要考慮到新型診斷設備的使用，進而減少設備故障的發生，不斷提高設備運行效率[6,7]。

6 結語

綜上所述，礦山企業的發展離不開機電設備的應用，如果礦山機電設備的故障問題得不到及時解決，將會給企業帶來嚴重的影響，所以加強故障診斷技術在礦山機電設備中的應用，是非常必要的，不僅能夠延長設備的使用年限，保證設備的安全運行，為工作人員的生命財產安全提供保障，還能有利于減少企業成本投入，增加企業生產效益。