礦山機電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的研究

摘要：科學(xué)技術(shù)突飛猛進，礦山作業(yè)中機電設(shè)備也日益凸顯出了他的作用。礦山的持續(xù)健康發(fā)展與礦山機電設(shè)備的正常運行有著深刻的影響關(guān)系，所以機電設(shè)備維修中的故障診斷技術(shù)特別重要。伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，這種礦山機電設(shè)備的自動化水平越來越高。而機電設(shè)備在礦山企業(yè)中也有了越來越突出和重要的地位。但高效的機電設(shè)備一旦出現(xiàn)運行故障也必將對礦山作業(yè)帶來非常嚴重的影響，重大的經(jīng)濟損失自不必說，還有可能造成重大的人員傷亡事故。為了更好地做好礦山機電設(shè)備管理工作，避免礦山機電事故的發(fā)生，以下本文對故障診斷技術(shù)進行了簡要的概括和分析，希望給大家以有益參考。

關(guān)鍵詞：礦山機電設(shè)備;故障診斷技術(shù);研究

當(dāng)今自動化技術(shù)已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，礦山生產(chǎn)企業(yè)中，對于機電設(shè)備的需求更是毋庸置疑，因為它可以充分滿足礦山開采對高效生產(chǎn)的要求。但是如果要讓礦山機電自動化設(shè)備在礦山企業(yè)生產(chǎn)中高效和穩(wěn)定的運行，就必須要重視相關(guān)的故障診斷技術(shù)，以便最終確保礦山生產(chǎn)環(huán)節(jié)的正常運轉(zhuǎn)和企業(yè)的長遠發(fā)展。

1.礦山機電設(shè)備背景

在上個世紀(jì)的七十年代開始出現(xiàn)機電一體化的概念，就是將計算機技術(shù)和可以運用的機械技術(shù)進行結(jié)合，起到更加有力的保障機械設(shè)備運行的效果，提高機電設(shè)備的施工效率和質(zhì)量。計算機技術(shù)的突飛猛進，機電技術(shù)的一體化發(fā)展也得到了有效的促進，逐漸的發(fā)展促進了這種綜合系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，并且越來越朝著一體化方向發(fā)展，這位促進社會經(jīng)濟的發(fā)展有著極大的促進作用，也為社會生活注入了更高的品質(zhì)。進入了新世紀(jì)后，機電技術(shù)的發(fā)展又進了一步，不僅技術(shù)發(fā)展的越來越先進，而且越來越朝著智能化的方向發(fā)展。機電一體化技術(shù)的發(fā)展為礦山作業(yè)提供了一個非常廣闊的發(fā)展空間，也降低了施工的難度和成本。

在目前的礦山作業(yè)中，地形復(fù)雜對施工造成了一定的難度，而且礦山地下的活動很多也存在著很多的安全隱患。因此對于礦山作業(yè)不僅有施工開采的難度，要有人身安全的顧慮。所以使用機電一體化作業(yè)對于施工難度的降低，效率的提高和安全的增加起到了重要的促進作用。所以，加強對機電設(shè)備的管理能夠在保障礦山安全生產(chǎn)的同時提高工作效率和降低生產(chǎn)成本。同時通過機電設(shè)備的智能化系統(tǒng)對礦山開采工程進行管理的話，還能夠為礦產(chǎn)開采工程的安全生產(chǎn)奠定扎實的基礎(chǔ)[3]。

2.礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)簡析

礦山機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)通常來講是由五大部分組成的，第一是收集機電設(shè)備運行信息，第二是整理所收集到的運行信息，第三是分析所收集整理的信息，第四是找到故障原因確定故障，第五是做出故障診斷的決策和結(jié)論。這五大部分在機電設(shè)備故障診斷的過程中都有各自的作用和地位，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響整個設(shè)備的運行，在礦產(chǎn)資源的正常開采中任何一個環(huán)節(jié)都有著很重要的作用。

在機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展過程中存在著好幾個階段。首先在發(fā)展的初級階段，這個時候主要是依賴機電設(shè)備操作人員的知識和經(jīng)驗，通過理論的分析和經(jīng)驗的對比找到機電設(shè)備故障出現(xiàn)的原因;其次隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，發(fā)展到現(xiàn)代化的階段，在這個階段多依賴的是計算機的水平和管理技術(shù)，通過高科技的手段對機電設(shè)備進行綜合管理，加強機電設(shè)備的先進技術(shù)水平，以此來對機電設(shè)備做出故障的診斷分析;再次隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，發(fā)展到故障診斷技術(shù)的智能化階段[3]。在這一階段電子信息技術(shù)與機電設(shè)備相結(jié)合起來，在對故障診斷的時候?qū)崿F(xiàn)自動化的診斷操作。綜上所述，我們可以看到機電一體化的一步一步發(fā)展，使得機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)有了飛速的發(fā)展，而且應(yīng)用越來越廣泛，從而也推進了社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展。

為了促進我國的礦山開采業(yè)的發(fā)展，機電設(shè)備也越來越多的應(yīng)用在礦山開采中。在礦山開采中，使用的機電設(shè)備故障診斷技術(shù)是一種系統(tǒng)的綜合技術(shù)，不僅有電子技術(shù)，還有物化技術(shù)，更包含計算機技術(shù)等不同系統(tǒng)技術(shù)，它們之間進行不同程度的結(jié)合，構(gòu)建成一個比較系統(tǒng)的技術(shù)，這樣一來不僅可以對開采工作等各個方面進行有序的控制和管理，而且一定程度上降低了礦產(chǎn)開采的難度和生產(chǎn)礦產(chǎn)資源的成本，這就大大提高了礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.礦山機電設(shè)備維修的故障診斷技術(shù)原理

首先機電設(shè)備都有一個強大的數(shù)據(jù)體系，在進行故障診斷時需要做好數(shù)學(xué)建模。機電設(shè)備的的運行參數(shù)是一個龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，只有充分把握好這些參數(shù)，做好細致的分析才能對機電設(shè)備運行情況做一個充分的了解，進而分析出存在的故障隱患。因此對機電設(shè)備參數(shù)及時進行總結(jié)，做好數(shù)學(xué)建模對于故障診斷是有著很重要的作用和意義的。

其次對于機電設(shè)備的相關(guān)信息，要掌握收集和采集的技術(shù)。機電設(shè)備是信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，對于機電設(shè)備的很多信息都是通過設(shè)備的很多傳感器進行收集的，機電設(shè)備感應(yīng)信號發(fā)出，傳感器接收后就會產(chǎn)生信號數(shù)據(jù)，然后傳輸?shù)酱鎯υO(shè)備中，這種信息收集的技術(shù)是故障診斷技術(shù)的基礎(chǔ)，它是提供故障原因的參數(shù)[1]。

再次很重要的技術(shù)就是對于信息的分析識別和處理技術(shù)。分析識別技術(shù)是需要將收集到的信息與機電設(shè)備參數(shù)進行對比，得出故障問題所在。而對于信息的處理技術(shù)就是處理有用和無用信息。傳感器接收到的所有信息并不全都是故障信息，需要處理有用信息，從而找到有利用價值的信息，實現(xiàn)整個信息采集過程的有效。

最后就是對于故障的預(yù)測。通過分析所收集到的信息，預(yù)測機電設(shè)備故障的基本情況和相關(guān)的使用信息，為后續(xù)維修提供必要依據(jù)。

4.機電設(shè)備故障產(chǎn)生主要原因以及診斷方法

（一）機電設(shè)備故障產(chǎn)生原因分析

首先是各個零部件之間的配合關(guān)系發(fā)生變化。很多情況下，在機電設(shè)備出現(xiàn)故障時，研究分析故障原因，很多都是因為零部件本身或者相互之間的變化而造成的。零件自身的損傷就是固有形態(tài)與設(shè)計之時發(fā)生嚴重偏離，而這種損傷多數(shù)也是使用過程中多因素共同作用的結(jié)果[1]。

其次就是機電設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)。每個設(shè)備在最原始的設(shè)計時，都是有一定的承受極限的，如果實際使用過程中出現(xiàn)超極限的使用，它的正常運行狀態(tài)就會被破壞。假如碰上此類情況需要對相關(guān)設(shè)備的數(shù)據(jù)參數(shù)進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，也可以采取合適的外部措施來進行設(shè)備承受能力的增加。

再次就是設(shè)備在使用過程中的磨損，任何設(shè)備在工作一段時間后都會出現(xiàn)能力損耗。這種損耗的發(fā)生也是內(nèi)部和外部因素共同影響造成的。時間越久，設(shè)備各方面能力會出現(xiàn)損耗。

（二）故障診斷技術(shù)在礦山機電設(shè)備中使用的主要方法

首先是通過對比歷史存在的故障記錄。機電設(shè)備中故障發(fā)生明顯部分需要對所有關(guān)聯(lián)零部件進行仔細的研究和核查，做好故障發(fā)生的原因以及故障特點還有類似相關(guān)處理措施的歸納與整理，建立一個故障診斷的數(shù)據(jù)庫。如果有類似故障出現(xiàn)，就通過參考故障數(shù)據(jù)庫來診斷，從才有效并快速的采取相應(yīng)對策。

其次是對外部壓力和溫度進行檢測。一般情況下，機電設(shè)備能夠穩(wěn)定運行都是有比較穩(wěn)定的外部的壓力和適宜的溫度來維持的，所以經(jīng)過對設(shè)備各部分的相關(guān)檢測，再與原始數(shù)據(jù)進行對此參照，從而迅速有效地反映出設(shè)備運行的當(dāng)前狀態(tài)。由于這種診斷方法的快速和有效，比較常用。

再次就是故障診斷技術(shù)中常用的專家系統(tǒng)。所謂的故障診斷專家系統(tǒng)就是通過綜合的運用各個相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗和專業(yè)技術(shù)知識，通過模擬專家的思維來診斷設(shè)備故障[2]。目前我國的礦山機電設(shè)備故障診斷的專家系統(tǒng)多以故障數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)先建立的，然后以此為基礎(chǔ)，通過定量分析組成各種規(guī)則和制度。

（三）故障診斷技術(shù)的分類

總起來說，故障診斷技術(shù)應(yīng)用在礦山機電設(shè)備中可以分成幾個大類。

首先就是主觀的判斷。一般來講這這類診斷技術(shù)主要是以設(shè)備維修人員的經(jīng)驗為主要出發(fā)點，通過必要檢驗儀器的配合幫助來進行故障的診斷。而這也就需要相關(guān)的設(shè)備維修人員具備非常豐富的經(jīng)驗和診斷能力。在現(xiàn)在的機電設(shè)備維護中有很多比較復(fù)雜的故障，這種故障單純依靠經(jīng)驗又是很難判斷的，因此這種主觀判斷的技術(shù)主要應(yīng)用于比較簡單和比較小的故障中，方便快捷。

其次就是借助于相關(guān)儀器設(shè)備的診斷技術(shù)分類。而這種診斷技術(shù)一般來講就是通過對儀器的利用，來進行對機電設(shè)備的故障進行診斷。通過利用計算機和專業(yè)儀器進行分析設(shè)備內(nèi)的液壓系統(tǒng)還有溫度和壓力及振動等參數(shù)，形成一個數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)，從而得到一個相應(yīng)的診斷技術(shù)結(jié)果?，F(xiàn)如今診斷機電設(shè)備故障的儀器有比較專業(yè)的、通用的還有綜合三種類型可參考。

再次還有就是比較智能的系統(tǒng)診斷的方法，而這就是將人腦分析的程序通過計算機進行模擬，將整個系統(tǒng)獲得的設(shè)備信息進行分析和總結(jié)，然后按照儲存的診斷方案進行設(shè)備故障的分析和判斷[2]。這是一種比較復(fù)雜的診斷技術(shù)分類，因此多用于比較復(fù)雜的機電設(shè)備故障。

5.故障診斷技術(shù)在礦山機電設(shè)備維修中的應(yīng)用實例

• 煤礦開采中采掘設(shè)備的故障診斷應(yīng)用。我國的煤礦采掘設(shè)備故障診斷技術(shù)比較迅猛的發(fā)展，國內(nèi)的、國外的設(shè)備其工作原理基本相同，但國內(nèi)設(shè)備實際上與國外先進技術(shù)相比仍然還有很大的差距。不過通過在實踐中設(shè)備出現(xiàn)的問題進行陸續(xù)的改造，故障率已經(jīng)有了很大程度的降低，再加上實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)及時傳遞到計算機，配合個單元和控制中心的連接，然后保護外部參數(shù)值，在故障發(fā)生時以及判別故障時就可以通過顯示屏對診斷結(jié)果進行顯示和提示報警[2]。
• 礦山運輸設(shè)備的故障診斷。礦山運輸設(shè)備在作業(yè)中，主要是電動輪卡車對巖石的剝離和煤炭的運輸。工作過程中造成故障的原因主要有機械故障、電氣故障及其他故障，無論是電器故障還是機械故障，一旦有故障發(fā)生，駕駛室內(nèi)的相關(guān)的報警系統(tǒng)、故障指示系統(tǒng)和儀表都要做出報警和指示。比如：我們在卡車上面做恒功率測試實驗時，如果有接地故障出現(xiàn)，接地系統(tǒng)檢測裝置檢測到漏電電流后，檢測裝置發(fā)出報警，同時駕駛室內(nèi)的蜂鳴器也發(fā)出報警，這樣我們就通過報警來查找主電路出現(xiàn)的接地故障。
• 除以上之外，其他設(shè)備的故障診斷。在礦山作業(yè)中高壓異步電動機還有通風(fēng)機也是除了運輸設(shè)備和采掘設(shè)備之外比較早采用故障診斷技術(shù)的。現(xiàn)如今，故障診斷技術(shù)在很多個領(lǐng)域里已經(jīng)獲得了相當(dāng)矚目的技術(shù)成果，并且在使用中也得到了不錯的反饋。

不管哪一種故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，都要講求很多比較合適宜的現(xiàn)代化管理方法?？梢酝ㄟ^預(yù)防維修的方式加強機電設(shè)備的監(jiān)察，及早的發(fā)現(xiàn)機電設(shè)備存在的故障，這樣的早期排除和發(fā)現(xiàn)能夠把握機電設(shè)備運行的主動性，大力減少故障停機時間。在預(yù)防維修中可以分為兩種，一是定期維修，還有一個是狀態(tài)維修。而在狀態(tài)維修中就是利用高科技的監(jiān)測和診斷技術(shù)，對設(shè)備進行預(yù)檢查，有針對性地安排維修。事先檢查和排除故障主要就是為了避免和減少故障停機的損失。通過很多研究和實踐我們可以看到，盡可能的采用有計劃的預(yù)防維修可以降低設(shè)備故障率，并且大大縮減了維修的時間和相關(guān)的費用，這樣就慢慢的有了預(yù)防維修的概念。我們要注意在任何礦山機電設(shè)備中對這一方法的運用。

結(jié)束語：總而言之，通過故障診斷技術(shù)可以有效降低礦山機電設(shè)備故障率，并且提高企業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益。做好機電設(shè)備的故障診斷技術(shù)研究對于礦山研究是具有非常重要的意義的，對保證礦山機電設(shè)備的正常運行和確保企業(yè)健康發(fā)展具有重要作用。故障診斷技術(shù)在現(xiàn)在來說是一種比較新型的科學(xué)，涉及的內(nèi)容比較廣泛，我國礦山作業(yè)比較復(fù)雜，與之匹配的故障診斷技術(shù)還不是非常成熟，所以就需要投入更多的人力物理來進行研究，以期通過共同的研究和探討找到更多的先進技術(shù)和方法，為實現(xiàn)整個社會的經(jīng)濟目標(biāo)而努力，創(chuàng)造社會整體效益，實現(xiàn)社會經(jīng)濟的全面發(fā)展和進步。

參考文獻：

[1]閆先水?礦山機電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的運用[J].裝備制造技術(shù)

[2]王高海，董哲，淺談礦山機電設(shè)備維修中故障診斷技術(shù)的運用[J].商業(yè)文化.科教縱橫

[3]張皓?礦山機電設(shè)備故障診斷技術(shù)的研究[J].科技論壇

作者簡介：王斌，男，漢族，1962年11月出生。畢業(yè)于烏達煤礦職工大學(xué)，大專學(xué)歷，研究方向：煤礦機電檢修管理。