礦山機電設備故障診斷技術探議

摘 要：儀器診斷、智能系統(tǒng)診斷、數(shù)學模型診斷和主觀診斷是目前主要的礦山機電設備故障診斷技術。在機電設備故障診斷中，需要合理構建數(shù)學模型，采集設備信息，處理分析信息，診斷故障，從而確保礦山機電設備正常運行，提高機電設備利用率，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。

關鍵詞：礦山 機電設備 故障診斷

中圖分類號：TD407文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0069-01

隨著使用年限的增長，礦山機電設備不斷磨損老化，出現(xiàn)故障的概率逐漸變大。為了確保礦山生產(chǎn)安全，就必須采用科學合理的故障診斷技術對礦山機電設備進行分析、評估，及時發(fā)現(xiàn)、解決機電設備中存在的故障。

1 礦山機電設備故障診斷技術分類

1.1 儀器診斷

礦山機電設備故障診斷中的儀器診斷技術，運用儀器將機電設備液壓系統(tǒng)的壓力、力矩、泄漏、溫度等內(nèi)部參數(shù)顯示出來，在通過計算機模擬運算，評估機電設備的運行情況，并找出存在的問題。通常，礦山機電設備的診斷儀器主要用通用型儀器、專用型儀器和綜合型儀器。隨著科技的不斷進步，儀器診斷技術不斷朝著智能化、多功能、便攜式、非接觸式等方向發(fā)展，在礦山機電設備故障診斷中發(fā)揮著越來越重要的作用。

1.2 智能系統(tǒng)診斷

礦山機電設備故障診斷中的智能系統(tǒng)診斷技術，運用模擬人腦特征的系統(tǒng)，獲取、分析、處理、利用機電設備故障信息，并按照系統(tǒng)中已有的診斷方案對機電設備進行評估。常用的智能診斷技術主要有神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)診斷法、專家系統(tǒng)診斷法、灰色系統(tǒng)診斷法和模糊診斷法等。智能系統(tǒng)診斷技術能夠有效地促進礦山機電設備故障診斷的智能化、自動化，在銅礦、煤礦等礦山機電設備的故障診斷中應用廣泛。

1.3 數(shù)學模型診斷

礦山機電設備故障診斷中的數(shù)學模型診斷技術，通過測量機電設備及其相關設備的特征值，運用數(shù)學方法分析、處理這些數(shù)據(jù)，診斷故障源部分。數(shù)學模型診斷技術的實質(zhì)就是以數(shù)學建模處理和信號處理為基礎，利用動態(tài)測試技術與傳感技術對機電設備進行監(jiān)測。

1.4 主觀診斷

礦山機電設備故障診斷中的主觀診斷技術，指的是機電維修人員根據(jù)自身在維修方面的經(jīng)驗，借助簡單的維修儀器對機電設備進行評估、診斷的技術。主觀診斷技術具有快速、方便的優(yōu)點，但是也具有可靠性低的缺點。通常，主觀診斷技術主要包括故障樹分析法、堵截法、邏輯分析法、參數(shù)測量法、直覺經(jīng)驗法等。

故障樹分析法是通過做出系統(tǒng)的故障樹邏輯結構圖，故障樹下方的底事件是導致機電設備故障的基本事件，故障樹上方的頂事件是機電設備系統(tǒng)故障事件，在分析各元件的故障率數(shù)據(jù)后，確定系統(tǒng)故障。故障樹分析法適用于較復雜的、大型的機電設備故障預測、診斷。堵截法是根據(jù)機電設備液壓系統(tǒng)的結構和故障現(xiàn)象，合理選擇堵截點，觀察液壓系統(tǒng)流量、壓力的變化情況，進而診斷出故障點。邏輯分析法是綜合分析機電設備的故障顯性現(xiàn)象和邏輯關系，判斷機電設備故障發(fā)生的部位與原因，從而確定相應的解讀辦法。參數(shù)測量法是指測量機電設備系統(tǒng)回路中各個關鍵點的工作參數(shù)，將其和系統(tǒng)正常運行時的參數(shù)值進行比較，分析、判斷參數(shù)是否合理，從而診斷機電設備是否存在故障。直覺經(jīng)驗法指的是維修人員根據(jù)主觀經(jīng)驗，判斷機電設備是否存在故障的檢測方法。直覺經(jīng)驗法能夠即時的解決一些容易處理的機電設備故障，然而可靠性相對較低。

2 礦山機電設備故障診斷步驟

提高機電設備的利用率，是機電設備故障診斷的主要目的。通常，礦山機電設備故障診斷包括構建數(shù)學模型、采集設備信息、處理分析信息、診斷故障等步驟。

首先，構建數(shù)學模型。礦山機電設備在日常運行中會存在較多的參數(shù)與數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠反映出機電設備運行的基本狀況，是診斷機電設備故障的重要依據(jù)。因此，要科學合理地診斷機電設備故障，就必須構建相應的數(shù)學模型，以便于分析機電設備的各項參數(shù)、數(shù)據(jù)，評估機電設備的運行狀態(tài)，診斷是否存在故障以及故障發(fā)生的具體部位。其次，采集設備信息。通過準確地測量機電設備運行時的參數(shù)與數(shù)據(jù)，采集故障診斷所需要的相關信息。一般數(shù)據(jù)信息的采集是通過安裝在機電設備上的傳感器針，收集機電設備運行時產(chǎn)生的信號，再由傳感器將相關信號信息傳送到數(shù)據(jù)存儲器。第三，處理分析信息。在收集到相關的機電設備信息后，就可以開展信息處理、分析工作了。將收集到的各項機電設備運行信息和標準運行參數(shù)進行對比，從而評估機電設備的運行狀態(tài)，分析機電設備是否存在故障以及導致故障的原因。最后，診斷故障。在數(shù)據(jù)信息處理分析的基礎上，確定機電設備的故障情況和機電設備使用壽命等，為后續(xù)的機電設備日常保養(yǎng)和故障維修工作提供必要的依據(jù)。

3 故障診斷技術的具體應用

故障診斷技術在礦上機電設備故障診斷中的具體應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：礦井提升機故障診斷、通風機故障診斷、采礦機故障診斷以及高壓異步電動機故障診斷等。

首先，礦井提升機故障診斷。礦井提升機主要用于員工、物質(zhì)的升降，是礦井運輸、生產(chǎn)的重要機電設備。松繩現(xiàn)象是常見的提升機設備故障，對安全生產(chǎn)造成了嚴重危害。在針對此問題，可以采用簡單易行的松繩監(jiān)測裝置對提升機進行故障檢測，判斷提升機是否存在潛在的松繩隱患。其次，通風機故障診斷。通風機故障診斷主要是通過檢測機進行的。第三，采礦機故障診斷。采礦機故障診斷系統(tǒng)主要包括變頻器通信設備、工況故障檢測診斷裝置、綜合檢測診斷故障設備。通過采礦機故障診斷系統(tǒng)，收集采礦機的運行參數(shù)、數(shù)據(jù)，處理分析相關信息，并與標準的設備運行信息進行對照，診斷采礦機是否存在故障以及故障的發(fā)生部位。最后，高壓異步電動機故障診斷。高壓異步電動機在礦上的生產(chǎn)中有著廣泛的應用，在高壓異步電動機運行的過程中，常常會由于機械損傷、絕緣老化等原因?qū)е赂邏寒惒诫妱訖C“帶病”工作，給礦山安全生產(chǎn)帶來了潛在的隱患。因此，加強高壓異步電動機故障診斷是非常重要的。常用的高壓異步電動機診斷方法包括：局部放電檢測、電流高次諧波檢測、磁通檢測等。而參數(shù)識別、模式識別、信號處理等是高壓電動機故障特征提取的常用方法。

4 結語

綜上所述，礦山機電設備故障診斷技術在機電設備的運行、維護和保養(yǎng)等方面發(fā)揮著重要的作用，對確保礦山安全生產(chǎn)，提高礦山經(jīng)濟效益和社會效益等有著極大的意義。因此，合理運用礦山機電設備故障診斷技術是非常必要的。在實際的生產(chǎn)中，相關人員應當根據(jù)實際情況，靈活運用儀器診斷、智能系統(tǒng)診斷、數(shù)學模型診斷和主觀診斷等機電設備診斷技術，及時有效地排除潛在的安全隱患，促進礦山生產(chǎn)的合理、有序開展。

參考文獻

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