淺談煤礦機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)

朱鋒

摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促進(jìn)了機(jī)電設(shè)備技術(shù)的不斷提高。機(jī)電設(shè)備是礦山生產(chǎn)中的主要生產(chǎn)設(shè)備，其是否安全直接關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。隨著機(jī)電設(shè)備使用時(shí)間的增長(zhǎng)，通常會(huì)出現(xiàn)一些故障，這些故障會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)暫停。所以為了能夠保證礦山生產(chǎn)的正確運(yùn)行，應(yīng)該做好機(jī)電設(shè)備故障診斷工作，文章就針對(duì)當(dāng)前機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)進(jìn)行了分析和探討，希望能夠保證礦山的正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電設(shè)備；故障診斷；技術(shù)研究

引言

我國(guó)礦產(chǎn)資源十分豐富，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重大作用。特別是近幾年，礦山企業(yè)更是發(fā)展迅速。當(dāng)前的機(jī)電設(shè)備是礦山生產(chǎn)中十分重要的部分，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題則會(huì)影響到正常的礦山生產(chǎn)，所以必須加強(qiáng)設(shè)備的故障診斷。當(dāng)前經(jīng)常使用的故障診斷技術(shù)主要有信號(hào)處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及傳感器技術(shù)。雖然我國(guó)機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)已經(jīng)得到了發(fā)展，但是仍然不能滿(mǎn)足當(dāng)前的需要，還需要從外國(guó)引進(jìn)技術(shù)，所以為了能夠進(jìn)一步提高當(dāng)前故障診斷技術(shù)，需要相關(guān)人員能夠深入研究。傳統(tǒng)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制已經(jīng)不能滿(mǎn)足當(dāng)前礦山企業(yè)故障處理的需要，其中很多部分都和當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要不一致，為了能夠促進(jìn)我國(guó)礦山企業(yè)的發(fā)展，需要對(duì)體制進(jìn)行改革。就當(dāng)前的故障診斷技術(shù)，在自身不斷深入研究的技術(shù)上還應(yīng)該借鑒外國(guó)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

1 礦山機(jī)電設(shè)備常出現(xiàn)的故障及其原因分析

1.1 礦井機(jī)電設(shè)備常出現(xiàn)的故障

1.1.1 供電系統(tǒng)故障。通常來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的礦井深度一般都在五百米左右，最深的時(shí)候達(dá)到了一千米，當(dāng)前使用的方式主要有接力式和水平提拉式兩種，這兩種方式在使用的過(guò)程中都會(huì)存在著供電線(xiàn)路長(zhǎng)、供電負(fù)荷量大，供電網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜等特點(diǎn)。此外，如果礦井的深度過(guò)深，那么就會(huì)增加瓦斯的含量，進(jìn)而使得監(jiān)測(cè)結(jié)果不符合要求，所以我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)礦井內(nèi)部安全監(jiān)測(cè)。

1.1.2 排水系統(tǒng)問(wèn)題。為了方便施工，應(yīng)該采取礦井排水，在具體排水的過(guò)程中容易出現(xiàn)效率低下、設(shè)備性能差等問(wèn)題，此外，如果不提高機(jī)電設(shè)備的使用技術(shù)和增加資金投入，就可能導(dǎo)致安全問(wèn)題，威脅到工作人員的安全。而且，當(dāng)前的礦山企業(yè)為了能夠提高排水量，往往增加很多排水泵，這給設(shè)備故障診斷工作造成很多不便。

1.1.3 通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題。為了保證礦井內(nèi)部的空氣流通，通常會(huì)設(shè)置很多的通風(fēng)網(wǎng)，這就給機(jī)電設(shè)備造成很多的負(fù)荷，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)可能會(huì)影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

1.1.4 提升系統(tǒng)問(wèn)題。提升系統(tǒng)是礦井工作人員的主要工作，該系統(tǒng)通常都是由很多部件構(gòu)成的。目前提升系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)設(shè)備零件老化、保護(hù)裝置靈敏度降低等問(wèn)題，特別是隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)，提升系統(tǒng)的制動(dòng)、保險(xiǎn)等會(huì)有失靈的情況。

1.2 礦山機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)的故障原因分析

1.2.1 零件損傷造成配合關(guān)系的變化。機(jī)電設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)全靠各個(gè)零件之間的相互配合。隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，零件會(huì)受到破損，使得零件之間的配合關(guān)系發(fā)生了變化，這也是機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的一個(gè)重要原因。在實(shí)際工作的過(guò)程中零件損失的表現(xiàn)為零件的尺寸發(fā)生了變化、性能發(fā)生變化、零件之間的磨合發(fā)生變化。這些問(wèn)題都是由于設(shè)備在使用的過(guò)程中，零件在各方壓力的作用下會(huì)出現(xiàn)磨損，老化程度也明顯增強(qiáng)，使得零件和最初的狀態(tài)發(fā)生偏離。

1.2.2 設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)的過(guò)程中，機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期處在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，這雖然在一定程度上提高了生產(chǎn)的效率，但是對(duì)設(shè)備則會(huì)產(chǎn)生損害，隨著超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)，很難保證設(shè)備在正常狀態(tài)下運(yùn)行。在使用機(jī)電設(shè)備的時(shí)候需要輸入運(yùn)轉(zhuǎn)極限值，最好是保持在設(shè)備能夠承受的范圍內(nèi)，否則設(shè)備會(huì)容易出現(xiàn)故障，影響設(shè)備的正常使用。

1.2.3 由于機(jī)電設(shè)備是礦產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的主要設(shè)備，存在著工作強(qiáng)度大、負(fù)荷多、工作時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備損壞大等問(wèn)題，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，機(jī)器設(shè)備零件的磨損程度大、使得整個(gè)機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障率增多，導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備工作效率下降。

2 故障診斷技術(shù)的基本原理

2.1 數(shù)學(xué)模型的建立

通過(guò)建立數(shù)學(xué)模式，能夠更好地對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行參數(shù)和故障時(shí)的參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)的診斷，這種參數(shù)在建立的時(shí)候要保證對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)也能對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行充分利用。

機(jī)電設(shè)備故障診斷依據(jù)指的是設(shè)備處在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)各種物理及化學(xué)的改變，例如溫度、壓力、電流、功率等。上述數(shù)據(jù)信息的改變可反映機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通常來(lái)講，礦井機(jī)電設(shè)備的機(jī)械診斷是參照該類(lèi)信息變化規(guī)律的具體情況進(jìn)行分析和比較，確定設(shè)備故障的性質(zhì)及具體的位置，幫助設(shè)備維護(hù)人員制定維修策略。同時(shí)，更能彌補(bǔ)計(jì)劃維修所無(wú)法有效克服的失修不足的問(wèn)題，提升各個(gè)零部件的利用效率，以便保證機(jī)電設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.2 信息采集技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，信息采集主要采用聽(tīng)、摸、聞等方式，或是利用各種傳感器測(cè)定機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行溫度、速度、壓力等指標(biāo)。同時(shí)把設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的各物理量及化學(xué)量的變化信息傳達(dá)給設(shè)備監(jiān)測(cè)人員，以診斷出機(jī)電設(shè)備是否處在合理的運(yùn)行狀態(tài)之下。

2.2.1 直接觀(guān)察。在機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常性地通過(guò)直接觀(guān)察法來(lái)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。一般根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)加以判斷。例如：溫度、振動(dòng)情況等都可作為機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的診斷依據(jù)。如果機(jī)電設(shè)備已被損壞，那么常常會(huì)發(fā)生松動(dòng)、變形、動(dòng)作失常等現(xiàn)象。另外，也可通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的儀器對(duì)設(shè)備外觀(guān)進(jìn)行檢測(cè)，以確保機(jī)電設(shè)備安全且穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.2.2 性能檢測(cè)。機(jī)電設(shè)備整體性檢測(cè)手段是分析和比較設(shè)備輸入與輸出的變化規(guī)律。通常，機(jī)電設(shè)備的輸入與輸出存在一定的關(guān)聯(lián)。若輸入量保持不變，輸出不變或是偏低，必須增加輸入量，這足以證明此時(shí)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率大大降低了。判定機(jī)電設(shè)備整體性的高低可依據(jù)電流、電壓、溫度等指標(biāo)。

2.3 分析與識(shí)別技術(shù)

對(duì)信息傳感器采集的數(shù)據(jù)要進(jìn)行分析和識(shí)別，這樣能夠更好地通過(guò)分析和識(shí)別掌握到需要的信息，同時(shí)也能對(duì)設(shè)備的參數(shù)情況進(jìn)行比較，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況能夠進(jìn)行判斷，同時(shí)也能對(duì)故障進(jìn)行掌握，因此，也能及時(shí)進(jìn)行解決。

2.4 信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)就是將采集到的信息進(jìn)行分類(lèi)和處理，這樣能夠?qū)τ袃r(jià)值的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)轉(zhuǎn)換成為人或者是計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)信息采集的目的，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行更好的掌握。

3 礦山機(jī)電設(shè)備常見(jiàn)故障診斷類(lèi)型

3.1 事后維護(hù)檢修診斷

設(shè)備故障已經(jīng)導(dǎo)致了一系列不良后果以后才被發(fā)現(xiàn)，這種檢修和維護(hù)不是主動(dòng)進(jìn)行的，通常不能起到實(shí)質(zhì)性的作用。而且，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備已經(jīng)遭受?chē)?yán)重?fù)p壞通常只能依靠經(jīng)驗(yàn)推測(cè)故障原因。

3.2 有計(jì)劃地定期維修

根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)積累制定出定期的機(jī)電設(shè)備檢修計(jì)劃，無(wú)論設(shè)備正常與否都要進(jìn)行檢修和維護(hù)，但是這種檢修方式對(duì)于偶然發(fā)生的事故應(yīng)急處理沒(méi)有預(yù)防措施。

3.3 計(jì)劃性狀態(tài)檢修

為避免以上2種檢修方式的弊端，加之現(xiàn)代設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)日益發(fā)展完備，在線(xiàn)檢測(cè)和診斷裝置可以詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)作時(shí)的狀態(tài)、設(shè)備維修時(shí)間和內(nèi)容，將這些數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，從而可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備故障。

4 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)概述

隨著機(jī)電設(shè)備使用時(shí)間的增長(zhǎng)，由于一些零件發(fā)生了變化就可能出現(xiàn)溫度上升，電流、功率發(fā)生變化，這些變化成為了工作人員判斷設(shè)備故障的重要依據(jù)。通過(guò)機(jī)電設(shè)備相關(guān)參數(shù)的變化來(lái)了解設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的具體情況，并判斷出是否發(fā)生了故障，一旦發(fā)現(xiàn)某些零件出現(xiàn)了異常，應(yīng)該盡快找到異常的位置，并采取一些措施來(lái)解決，保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在判斷機(jī)電設(shè)備故障時(shí)需要采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如零件溫度的數(shù)值變化、運(yùn)行中設(shè)備的振動(dòng)情況等，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整合，并通過(guò)工作人員的觀(guān)察進(jìn)行判斷，判斷出機(jī)電設(shè)備是否出現(xiàn)了故障。除了上述方法，對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)的觀(guān)察也是一種常用方法。例如通過(guò)機(jī)電設(shè)備中的運(yùn)轉(zhuǎn)響聲以及軸承的溫度變化等都可能預(yù)測(cè)出設(shè)備是否出現(xiàn)故障，故障點(diǎn)在哪里，盡快地采取科學(xué)措施解決故障。

4.2 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)分類(lèi)

4.2.1 溫度診斷。這種方法是當(dāng)前機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)中最為常用的，主要就是通過(guò)機(jī)電設(shè)備自身的溫度來(lái)判斷故障。通常來(lái)說(shuō)，機(jī)電設(shè)備中的零件一旦出現(xiàn)損壞就會(huì)導(dǎo)致溫度上升。工作人員把出現(xiàn)溫度異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總并制作成表格，通過(guò)這些數(shù)據(jù)來(lái)判斷出機(jī)電設(shè)備中哪些零件可能會(huì)發(fā)生故障。

4.2.2 振動(dòng)監(jiān)測(cè)。這種方法主要用來(lái)預(yù)防機(jī)電設(shè)備故障的產(chǎn)生，可以分為兩種方法，一種是簡(jiǎn)易診斷儀，能夠通過(guò)振動(dòng)儀的形式采集到機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而判斷出機(jī)電設(shè)備是否存在出現(xiàn)故障的可能。另一種是精密診斷系統(tǒng)，主要就是通過(guò)定期的檢查，把機(jī)電設(shè)備振動(dòng)數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出可能出現(xiàn)故障的位置。

4.2.3 鐵譜分析。這種方法相比其他的故障診斷方法來(lái)說(shuō)具有很大的優(yōu)勢(shì)。使用這種方法的時(shí)候所使用到的就是鐵譜分析儀。具體的使用方法是在設(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中倒入含有磨屑的潤(rùn)滑油，設(shè)備會(huì)自行分離出磨屑，并根據(jù)磨屑的情況直接制作成譜片，進(jìn)而工作人員能夠根據(jù)譜片來(lái)判斷機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，礦山機(jī)電設(shè)備對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的作用。為了能夠保證機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行，應(yīng)該對(duì)投入使用的設(shè)備進(jìn)行故障診斷。當(dāng)前的機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)能夠提高維修人員的工作效率，提高了機(jī)電設(shè)備工作的能力，同時(shí)也保證了工作人員的安全，降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。在未來(lái)我國(guó)的機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)會(huì)越來(lái)越好，促進(jìn)我國(guó)礦山企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下的發(fā)展。

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