礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)分析探討

袁凱

【摘 要】我國的礦山開采對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了較大的作用，讓社會(huì)的諸多行業(yè)都有了資源支撐。對(duì)于礦山機(jī)電設(shè)備而言，故障診斷技術(shù)可以對(duì)其運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行了解和掌握，并判斷整體設(shè)備或者局部部件是否存在異常，找出故障與產(chǎn)生故障的原因，而且可以對(duì)故障發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，礦山開采活動(dòng)日益頻繁，大量的機(jī)電設(shè)備投入運(yùn)行。在開采作業(yè)中，這些機(jī)電設(shè)備有很大機(jī)率發(fā)生故障，為了能夠及時(shí)地診斷并進(jìn)行維修礦山機(jī)電設(shè)備的故障，應(yīng)用故障診斷技術(shù)己成為大勢(shì)所趨。

【關(guān)鍵詞】礦山；機(jī)電設(shè)備；故障診斷

就目前來看，受機(jī)電設(shè)備使用過程中設(shè)備故障的影響，使得我國礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失與職員傷亡情況變得愈發(fā)嚴(yán)重。因此，在開展礦山項(xiàng)目過程中確保機(jī)電設(shè)備使用的穩(wěn)定性與安全性，便成為了現(xiàn)階段我國礦山企業(yè)在建設(shè)發(fā)展過程中函待解決的一項(xiàng)問題。對(duì)故障診斷技術(shù)分析后發(fā)現(xiàn)，故障技術(shù)的存在主要是為了解決機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行和使用故障，提升礦山項(xiàng)目的生產(chǎn)效率和礦山企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國礦山行業(yè)快速發(fā)展。

1礦山機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的原因

1.1零件之間配合作業(yè)出現(xiàn)故障

當(dāng)?shù)V山設(shè)機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，其中最常見的原因就是零件間配合作業(yè)出現(xiàn)不協(xié)調(diào)。經(jīng)過大量實(shí)踐證明，最常見的是零件損傷和磨損造成零件之間配合不協(xié)調(diào)。零件損傷主要是指長(zhǎng)時(shí)間使用或外力損壞，使原零件本身形狀或技能發(fā)生變化，與本來的設(shè)計(jì)出現(xiàn)偏差，這種偏差常常導(dǎo)致零件在使用過程中無法發(fā)揮原本設(shè)計(jì)的作用。零件損傷是礦山機(jī)電設(shè)備最常見的損傷之一，同時(shí)也是礦山機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)中最經(jīng)常需要檢測(cè)的故障之一。

1.2礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)超負(fù)荷

每一臺(tái)自動(dòng)化設(shè)備都具有工作期限和工作強(qiáng)度限制，超過這個(gè)強(qiáng)度機(jī)電設(shè)備就容易出現(xiàn)故障，這種故障往往會(huì)對(duì)機(jī)器的工作能力和使用壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。為了不影響設(shè)備的正常運(yùn)行，應(yīng)該對(duì)設(shè)備的開機(jī)關(guān)機(jī)及作業(yè)設(shè)置的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行必要的修改，同時(shí)采取維護(hù)檢修措施對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行修復(fù)，只有這樣才能提高設(shè)備的承受能力，延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命。

1.3設(shè)備更新?lián)Q代較慢

設(shè)備更新?lián)Q代較慢是目前礦山自動(dòng)化設(shè)備中最常見的問題之一，主要是企業(yè)為了節(jié)約成本，長(zhǎng)期對(duì)設(shè)備進(jìn)行超負(fù)荷使用，但是保養(yǎng)工作不到位，或設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間工作而造成設(shè)備的不可逆損害。不可逆損害是設(shè)備本身必須經(jīng)歷的，對(duì)設(shè)備必須進(jìn)行更新?lián)Q代，保證機(jī)電設(shè)備正常作業(yè)，因?yàn)樵O(shè)備部件的老化和磨損一旦程度嚴(yán)重，就會(huì)對(duì)礦山設(shè)備的工作能力產(chǎn)生負(fù)面影響。

2 故障診斷技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1常用故障診斷技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段，常用的診斷技術(shù)主要可以被劃分為：第一，參考故障記錄診斷。即診斷人員可以按照設(shè)備故障診斷記錄，按照以往工作經(jīng)驗(yàn)，在故障產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行診斷。這種診斷方式具有處理速度快的優(yōu)勢(shì)，但因?yàn)閷?duì)以往診斷經(jīng)驗(yàn)過于依賴，所以無法處理一些新出現(xiàn)的故障類型。第二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷。此種診斷技術(shù)的靈活性較強(qiáng)，可以通過描述過中類型的非線性系統(tǒng)，在診斷過程中不斷的學(xué)習(xí)新經(jīng)驗(yàn)，改造傳統(tǒng)診斷技術(shù)，處理十分繁瑣的映射關(guān)系，可以有效處理采煤機(jī)等類型機(jī)電設(shè)備故障。第三，模糊數(shù)學(xué)診斷法。因?yàn)榈V山上的機(jī)電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)受到很多因素的干擾，而模糊數(shù)學(xué)技術(shù)可以按照這些因素的類型建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，從而為診斷人員完成診斷工作提供參考，提升故障診斷工作效率，節(jié)約診斷時(shí)間。

2.2礦井提升機(jī)設(shè)備的故障診斷

作為礦山生產(chǎn)和資源運(yùn)輸期間的重要設(shè)備，提升機(jī)主要負(fù)責(zé)運(yùn)輸材料、設(shè)備和人員，所以，其木身使用性能的高低，將會(huì)對(duì)礦山工作人員的人身安全和礦山生產(chǎn)效率產(chǎn)生直接影響?，F(xiàn)階段，大部分礦山項(xiàng)目使用的都是雙筒提升機(jī)，這種提升機(jī)在使用過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生松繩故障，所以，診斷人員可以采用在提升機(jī)上安裝松繩監(jiān)測(cè)裝置的方式來達(dá)到故障診斷，防止松繩問題出現(xiàn)的工作目標(biāo)。

2.3采煤機(jī)故障診斷

我國以往礦山項(xiàng)目中使用的采煤機(jī)設(shè)備診斷技術(shù)水平相對(duì)不高，這使得提升其診斷技術(shù)水平，不斷完善相關(guān)診斷系統(tǒng)已經(jīng)成為了診斷采煤機(jī)設(shè)備工作提出的必然要求。現(xiàn)階段，我國采煤機(jī)工作情況檢測(cè)和診斷系統(tǒng)中已經(jīng)納人了較多的科學(xué)技術(shù)，其木身的檢測(cè)診斷水平也因此得到了極大的提升。從系統(tǒng)內(nèi)部來看，其主要包括：第一，變頻器設(shè)備通信單元，該設(shè)備在使用過程中可以同時(shí)診斷二十七個(gè)采煤機(jī)的工作情況參數(shù)，擁有獨(dú)立顯不屏，可以將采煤機(jī)的工作速度、變頻地工作電壓、電極電流等參數(shù)直接顯不出來。第二，工作情況檢測(cè)診斷單元。該單元被安裝在了Windows微型計(jì)算機(jī)之中，直接與控制中心相連接，可以在故障發(fā)生的第一時(shí)間將故障發(fā)生情況傳輸?shù)皆\斷控制中心。

2.4高壓異步電動(dòng)機(jī)故障診斷

隨著信息技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，我國機(jī)電設(shè)備故障診斷工作也由此獲得了更多的便利性；并且，人工智能等技術(shù)的應(yīng)用，也在一定程度上提升了故障診斷的準(zhǔn)確性，使得當(dāng)前我國礦山項(xiàng)目中使用的異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障得以被技術(shù)診斷出來，有效的提升了其木身的工作效率以及機(jī)電故障診斷工作整體的工作質(zhì)量。

3故障診斷步驟

3.1建立數(shù)學(xué)模型

礦山機(jī)電設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多數(shù)據(jù)和參數(shù)，這些數(shù)據(jù)、參數(shù)能夠準(zhǔn)確反映礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的狀況，為機(jī)電設(shè)備的故障診斷提供了十分重要的依據(jù)。建立數(shù)學(xué)模型就是為了更好地收集這些參數(shù)數(shù)據(jù)。從本質(zhì)上來說，故障診斷數(shù)學(xué)模型可以簡(jiǎn)單劃分為兩個(gè)層次，即定性和定量。所以，礦山機(jī)電設(shè)備應(yīng)當(dāng)遵循這一原則來建立故障診斷數(shù)學(xué)模型。

3.2采集、處理和分析信息

進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的采集時(shí)，將傳感器針安裝在礦山機(jī)電設(shè)備上，在運(yùn)行過程中，機(jī)電設(shè)備發(fā)出的各種信號(hào)通過傳感器針進(jìn)行采集和測(cè)量，然后對(duì)這些收集的信息進(jìn)行傳送并儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)貯存器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)數(shù)據(jù)的了解和掌握。這些數(shù)據(jù)還不可以直接作為故障診斷的依據(jù)，還必須進(jìn)行相關(guān)的處理，刪除沒有價(jià)值的信息，對(duì)有價(jià)值得信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為能夠被直接理解的數(shù)據(jù)，再進(jìn)行分析和比較，將設(shè)備正常運(yùn)行的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作參考的對(duì)象和依據(jù)，對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，最終確定設(shè)備故障，并找出故障原因。

3.3故障的預(yù)測(cè)

對(duì)信息進(jìn)行科學(xué)有效的分析后，將其作為重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以此來預(yù)測(cè)和評(píng)估機(jī)電設(shè)備的故障情況。對(duì)于機(jī)電設(shè)備各元件的使用情況或使用壽命，也可以用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估。經(jīng)過預(yù)測(cè)評(píng)估，機(jī)電設(shè)備的日常保養(yǎng)和維修便有了科學(xué)有效的數(shù)據(jù)依據(jù)。

4 結(jié)語

機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在礦山設(shè)備的維修中具有重要作用，它不僅大大降低了設(shè)備發(fā)生故障的概率，提高了礦山的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，而且還推動(dòng)了礦山企業(yè)的快速發(fā)展。但是當(dāng)前中國礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷技術(shù)還跟不上礦山設(shè)備更新?lián)Q代的要求，為此，中國的礦山開采企業(yè)應(yīng)該不斷發(fā)展機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)，不斷更新發(fā)展新技術(shù)，積累運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，這對(duì)礦山設(shè)備的發(fā)展有重要影響。

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（作者單位：西山煤電建筑集團(tuán)礦建第一分公司）