礦山機電設備故障診斷技術(shù)分析探討

王璟珵

摘 要：礦山機電設備在運行過程中會出現(xiàn)多種故障，影響因素眾多。隨著科學技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，礦山機電設備故障診斷技術(shù)同樣有了長足的進步，有效減少了因機電設備故障而導致的生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，給煤礦的生產(chǎn)經(jīng)濟和人員安全提供了強有力的保證。機電設備故障診斷技術(shù)的運用，對于設備運行的穩(wěn)定性和可靠性有重要意義，該文對機電設備故障診斷技術(shù)的基本原理和集中常見礦山機電設備故障診斷技術(shù)進行了簡單的論述。

關(guān)鍵詞：礦山機電設備 故障診斷 技術(shù)分析

中圖分類號：TD6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0038-02

1 故障診斷技術(shù)的基本原理

隨著礦山機電設備技術(shù)的不斷進步，設備故障的種類隨之增多，就需要故障診斷工作人員結(jié)合實際情況，綜合運用診斷技術(shù)和設備。礦山設備診斷技術(shù)的基本原理如下。

（1）建立數(shù)學模型：通過在機電設備各個關(guān)鍵部位安裝的數(shù)據(jù)傳感裝置，對設備在正常運行過程中各部件的各項參數(shù)（溫度、噪聲、位置、轉(zhuǎn)速）進行收集工作，在實時數(shù)據(jù)顯示過程中，出現(xiàn)故障部位的數(shù)據(jù)就會顯示異常，從而判斷出出現(xiàn)問題的部位和類型。

（2）故障診斷工作是基于多種采集數(shù)據(jù)的綜合分析來完成的，需要將實時采集的數(shù)據(jù)錄入到計算機中，進行類型的判別工作。

（3）計算機對數(shù)據(jù)完成模型的建立工作，通過技術(shù)人員運用專業(yè)知識進行分析，對故障進行診斷并對故障嚴重性進行評估。

（4）將以上的操作經(jīng)過信息轉(zhuǎn)化，變成大眾可以識別的信息，制定故障處理方案。

2 礦山機電設備故障常見診斷技術(shù)

2.1 主觀診斷技術(shù)

所謂的主觀診斷技術(shù)就是操作人員憑借自己的工作經(jīng)驗，對礦山機電設備故障的類型和成因進行主觀判斷，該診斷技術(shù)對于操作人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗方面的要求相對較高。在進行機電設備故障診斷過程中，操作人員可以利用自身便利（如，視覺所看、嗅覺所聞），快速準確地對故障的成因進行判斷。在機電設備故障超出工作人員直觀判斷的范疇時，技術(shù)人員需要一些機械設備等進行輔助診斷，但是輔助設備只起到提供單一的檢測數(shù)據(jù)的作用，仍舊以操作人員的主觀判斷為主導。主觀判斷診斷技術(shù)的適用性較廣，在所有類型的機電設備故障診斷工作中均可應用，但是因其對操作人員的主觀判斷和分析依賴性較強，比較容易受到操作人員情緒、態(tài)度等因素的影響，其準確性和可靠性相對較低。

2.2 儀器診斷技術(shù)

儀器檢測就是利用能夠檢測某一方面數(shù)據(jù)的儀器（比如，電流互感器、高頻檢測器），對機電設備進行各項參數(shù)的檢測，將故障狀態(tài)設備的各項參數(shù)與正常運行時的數(shù)據(jù)進行對比、分析，從而完成機電設備故障的診斷，制定相應的處理措施。一般儀器檢測的數(shù)據(jù)具有較高的準確度，因此在礦上開采機電設備故障診斷中的應用十分廣泛。

2.3 數(shù)學模型診斷技術(shù)

以數(shù)學統(tǒng)計及概率數(shù)據(jù)分析知識為基礎，綜合動態(tài)檢測技術(shù)和傳感器技術(shù)，發(fā)展而來的數(shù)學模型診斷技術(shù)，這種技術(shù)是目前礦山機電設備故障診斷工作中應用最廣泛的一種技術(shù)，因為數(shù)學模型診斷技術(shù)兼具了使用便捷和檢測數(shù)據(jù)精確兩個優(yōu)點，此外，數(shù)學模型診斷技術(shù)能夠完成對機電設備的實時監(jiān)控，是發(fā)展機電設備智能化管理的重要基礎，能夠大量減少人員勞動力，提高工作效率。在數(shù)學模型診斷技術(shù)應用的過程中，需要注意的就是模型的建立必須和礦山的生產(chǎn)實際情況相符合，相關(guān)數(shù)據(jù)無較大出入，一旦模型的建立和礦山生產(chǎn)實際脫離，會給診斷結(jié)果的準確性帶來嚴重的影響，甚至出現(xiàn)診斷錯誤的狀況。

2.4 智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)是綜合傳感器技術(shù)、人腦模擬技術(shù)等實現(xiàn)對機電設備故障的智能檢測、智能分析，從而得出診斷結(jié)論的一項技術(shù)，根據(jù)診斷結(jié)論采取相應的處理措施。智能診斷技術(shù)的難點就是建立礦山機電設備故障特征數(shù)據(jù)庫，難點同時又是重點，數(shù)據(jù)庫的建立能夠使機電設備的診斷工作最大程度地實現(xiàn)簡單便捷化，故障出現(xiàn)時，只需要將故障狀態(tài)的各項參數(shù)信息和數(shù)據(jù)庫中相應的數(shù)據(jù)進行對比，存在差異的數(shù)據(jù)項即為故障所在，能夠在最短的時間內(nèi)判斷出故障的類型和產(chǎn)生故障的原因。當下智能診斷技術(shù)還處于發(fā)展階段，各項技術(shù)水平還有較大的提升空間，在礦山機電設備故障診斷中應用較多的是神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)和專家系統(tǒng)。

3 機電設備故障診斷技術(shù)在礦山機電設備中的應用

礦山在開采生產(chǎn)過程中涉及的機械設備數(shù)量是相當龐大的，在將機電設備故障診斷技術(shù)應用到礦山機械設備中前，就必須對機械設備的特性、操作等有較為全面且深刻的了解，同時對診斷設備的應用特征、診斷技術(shù)原理有很好的掌控。

3.1 采煤機故障診斷技術(shù)

采煤機中電氣設備故障診斷的應用主要表現(xiàn)在變頻器通信模塊和設備故障診斷模塊。變頻器通信模塊能夠在第一時間內(nèi)將采煤機運作過程中的各項參數(shù)在顯示屏中顯示出來，其中包括采煤機運作過程中的電流、變頻器的電壓、運作的速率等等，操作人員可以在第一時間內(nèi)了解到采煤機各個部位運作的狀況，進而采取相應的處理措施。變頻器的功能主要有過載保護、額定電壓保護、額定電流保護等。電氣設備診斷模塊通過鏈接互聯(lián)網(wǎng)絡，能夠?qū)⒊霈F(xiàn)故障的采煤機的信息數(shù)據(jù)等傳送至顯示屏幕，技術(shù)人員可以通過顯示屏幕中的畫面對設備故障進行精準的位置判斷和原因分析，從而有針對性地制定故障解決方案措施，大大提高了故障排除的效率，進而為煤炭的生產(chǎn)開采活動提供強有力的保證。

3.2 電動機故障診斷

礦上電氣設備中電動機出現(xiàn)故障的類型相對較多，其中最為常見的故障類型有放電故障和繞組故障兩大類。對于放電故障，較為常見的診斷工具為電流互感器和高頻檢測器，結(jié)合以往電動機出現(xiàn)故障頻率的特征，對電動機的實時運行數(shù)據(jù)進行測定后，和正常運行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)參數(shù)進行對比比較，進行數(shù)據(jù)分析后制定有針對性的處理措施。電動機短路故障的診斷，結(jié)合以往故障出現(xiàn)的經(jīng)驗，電動機內(nèi)會出現(xiàn)電流短時間內(nèi)大幅度升高的現(xiàn)象，技術(shù)人員要根據(jù)電流數(shù)值的不同，對電動機故障原因和故障等級進行詳細的判定（因為電流升高幅度的不同，導致故障出現(xiàn)的原因可能存在差異）。在遇到斷相故障時，操作人員需要參考零序電流和負序電流的具體參數(shù)值進行分析和判定，以分析和判定的結(jié)果制定相應的故障排除措施。

3.3 提升機故障診斷技術(shù)

礦山作業(yè)中提升機出現(xiàn)的故障一般是松繩故障，而且松繩故障在礦山提升機使用中較為常見。提升機鋼絲繩在使用過程中，技術(shù)人員要對其進行實時跟蹤、觀測，對于鋼絲繩在正常狀態(tài)下的各項參數(shù)進行統(tǒng)計工作，在實時觀測中若出現(xiàn)個別參數(shù)數(shù)據(jù)異常（與正常使用過程中的參數(shù)進行比較，數(shù)值差到達一定數(shù)值）時，及時進行檢修工作，對故障進行排查工作，此外鋼絲繩的檢測裝置需要具備報警功能，某一項或幾項參數(shù)出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，能夠?qū)缶畔魉偷娇刂浦行模瑫r應該將監(jiān)控裝置和鋼絲繩的微調(diào)裝置進行連接，設定自動調(diào)整程序（設定某一項參數(shù)發(fā)生變化時，如：鋼絲繩的松緊度，提升機裝置通過自動調(diào)整，改變鋼絲繩的松緊程度），實現(xiàn)故障的自行排除。

4 結(jié)語

礦山機電設備的運行狀況與礦山安全生產(chǎn)關(guān)聯(lián)緊密，因此，礦山機電設備故障診斷技術(shù)是礦山技術(shù)工作者的重要研究課題?，F(xiàn)階段我國礦山機電故障診斷技術(shù)仍有較大提升空間，要加大對礦山機電設備故障診斷技術(shù)的人力、物力、財力的投入，積極研發(fā)更加全面的診斷技術(shù)，應用于礦山實際的生產(chǎn)活動中，給礦山的安全生產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支持，減少因設備故障的發(fā)生或未得到及時的解決而造成的經(jīng)濟損失，為礦山經(jīng)營創(chuàng)造經(jīng)濟價值，同時增加礦山工作者的安全保證，實現(xiàn)礦山各項技術(shù)全面發(fā)展，邁上新的高度。

參考文獻

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