礦山機(jī)電設(shè)備機(jī)械故障監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)解析

摘要：礦山機(jī)電檢測(cè)與診斷技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種機(jī)械模式技術(shù)。在不斷發(fā)展演變的過程中，它對(duì)礦山的發(fā)展具有重要的意義和作用。與此同時(shí)，相關(guān)的數(shù)控技術(shù)也在其他許多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。作為我國(guó)重要的新興產(chǎn)業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但不容忽視的是，礦山生產(chǎn)中使用的機(jī)械安全生產(chǎn)技術(shù)嚴(yán)重滯后。在生產(chǎn)中，安全保證方法存在很大的不足。在某些具體操作中，數(shù)控方式的可行性較低，難以完全滿足機(jī)械的安全生產(chǎn)?？v觀近年來機(jī)械設(shè)備的發(fā)展，故障診斷技術(shù)不斷出現(xiàn)在人們的視野中，它的發(fā)展解決了礦山設(shè)備的不足，將安全生產(chǎn)的要求提高到了一個(gè)更高的水平，也是安全監(jiān)控技術(shù)更好的運(yùn)用。機(jī)械智能故障檢測(cè)與診斷技術(shù)在不斷發(fā)展中不斷更新，信息化水平也在不斷提高。目前，我國(guó)大型礦山企業(yè)正在不斷引進(jìn)故障診斷技術(shù)，利用故障診斷技術(shù)對(duì)礦山生產(chǎn)中的故障進(jìn)行分析，并對(duì)可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行維修。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電;設(shè)備機(jī)械;故障監(jiān)測(cè)診斷;技術(shù)解析

導(dǎo)言：在現(xiàn)階段我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展中，機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為提高采礦水平的重要因素，因此我們應(yīng)該更加重視礦山管理。為了更好地保證礦井機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行中能夠顯示出強(qiáng)大的價(jià)值，首先要關(guān)注常見的機(jī)械故障問題，借助必要的檢測(cè)和診斷技術(shù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和澄清機(jī)械故障類型，然后采取適當(dāng)?shù)拇胧┖痛胧┖侠淼木S護(hù)保養(yǎng)策略，優(yōu)化機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

1礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷的技術(shù)的內(nèi)涵

礦井機(jī)電設(shè)備診斷技術(shù)涉及多學(xué)科、多技術(shù)領(lǐng)域，是一項(xiàng)非常復(fù)雜的技術(shù)，也是一項(xiàng)綜合性技術(shù)。目前常用的技術(shù)有信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感技術(shù)。這種高信息技術(shù)的應(yīng)用，可以監(jiān)控機(jī)電設(shè)備的不良故障，減少生產(chǎn)過程中機(jī)械設(shè)備故障造成的生產(chǎn)損失。目前，我國(guó)礦山機(jī)電設(shè)備在維修診斷技術(shù)方面發(fā)展比較好，可以在機(jī)電運(yùn)行過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)在第一時(shí)間做出判斷和預(yù)測(cè)?？傊瑱C(jī)電設(shè)備的維修診斷技術(shù)能夠在設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)判斷故障原因，對(duì)危害有很好的預(yù)測(cè)，并能及時(shí)采取必要的防護(hù)措施。

2礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)的特點(diǎn)

礦井機(jī)電設(shè)備維修與故障診斷技術(shù)具有以下三個(gè)特點(diǎn)。第一，目的。也就是說，故障診斷的目的非常明確，一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)問題，可以快速發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的設(shè)備故障，同時(shí)制定相應(yīng)的維修方案，從而保證機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行。二是復(fù)合型。礦井機(jī)電設(shè)備維修與故障診斷技術(shù)是一項(xiàng)很好的技術(shù)。它與許多學(xué)科密切相關(guān)，如動(dòng)力學(xué)物理。一般由液壓裝置操作，采用機(jī)械制造原理。因此，礦山機(jī)電設(shè)備的維修將設(shè)計(jì)到多個(gè)學(xué)科，這是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)。三是實(shí)用性。這項(xiàng)技術(shù)注重實(shí)踐，將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。該技術(shù)的診斷和維護(hù)應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，解決方案和結(jié)果可直接用于實(shí)踐。

3故障診斷技術(shù)的概括

3.1構(gòu)建數(shù)學(xué)模型

由于礦井機(jī)電設(shè)備云頂過程中的參數(shù)較多，因此有必要利用數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)學(xué)建模的思想對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改，并不定期更新數(shù)據(jù)，在第一時(shí)間預(yù)測(cè)機(jī)械設(shè)備是否會(huì)發(fā)生故障。因此，利用數(shù)學(xué)方法可以有效地減少故障發(fā)生的時(shí)間。

3.2采集各種信號(hào)和參數(shù)

在設(shè)備上安裝各種傳感儀表，可以檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行過程中的信號(hào)參數(shù)，通過傳感設(shè)備掌握設(shè)備的使用情況。同時(shí)，傳感器將信息和信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)，制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃。計(jì)算機(jī)也可以同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.3對(duì)采集的信息進(jìn)行處理

由于生產(chǎn)設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，所以當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保留，從而保證在下一步的檢測(cè)和操作過程中避免同樣的故障問題，也能更快速地處理故障問題，維護(hù)。

3.4對(duì)處理后的信息進(jìn)行分析和識(shí)別

通過對(duì)處理后的信息進(jìn)行識(shí)別，可以更快、更有效地找到故障的癥結(jié)所在。目前，智能診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用還不廣泛。因此，我國(guó)可以大力推廣智能技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備的維護(hù)和診斷中的應(yīng)用。所謂智能診斷技術(shù)，就是在診斷過程中利用計(jì)算機(jī)獲取、傳輸和分析信息，以便更及時(shí)地知道故障所在地，更好地處理和解決故障，減少損失。

4礦山機(jī)電設(shè)備機(jī)械故障檢測(cè)診斷流程

目前，涉及采礦的機(jī)電設(shè)備越來越多。雖然類型的增加確實(shí)提高了采礦效率，但也伴隨著更高的管理難度。特別是對(duì)于礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中的各種機(jī)械故障問題，正面臨著更大的壓力，這就需要通過更高效的檢測(cè)與診斷技術(shù)來應(yīng)對(duì)。

在礦山機(jī)電設(shè)備機(jī)械故障檢測(cè)與診斷的發(fā)展中，往往首先要注意收集更全面、完整的信息，力求了解礦山機(jī)電設(shè)備，并能從多個(gè)角度獲取信息，如礦井機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)信息和運(yùn)行中的故障信號(hào)等，需要準(zhǔn)確的采集和整理，力求為后續(xù)的故障診斷提供必要的支持;其次，在采集了礦山機(jī)電設(shè)備的所有數(shù)據(jù)和信息后，對(duì)其進(jìn)行了分析要對(duì)這些數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行綜合分析和處理，了解這些信息的重要性，重點(diǎn)篩選有價(jià)值的信息，并根據(jù)相應(yīng)礦井機(jī)電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行數(shù)據(jù)參數(shù)判斷可能出現(xiàn)的異常問題，這就要求相關(guān)檢測(cè)診斷人員具備更充分的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，或者借助更先進(jìn)的技術(shù)參與;此外，在充分分析數(shù)據(jù)信息和故障識(shí)別的基礎(chǔ)上，還需要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)礦井機(jī)電設(shè)備可能發(fā)生的機(jī)械故障類型，預(yù)測(cè)故障點(diǎn)和威脅程度，以便更好地確定后續(xù)處理的目標(biāo)和方法;最后，針對(duì)礦井機(jī)電設(shè)備預(yù)測(cè)的機(jī)械故障，采取相應(yīng)的處理和維護(hù)措施，確保其能有效地恢復(fù)正常運(yùn)行。

5采礦機(jī)的故障檢修實(shí)例分析

采礦機(jī)故障檢測(cè)診斷系統(tǒng)主要有以下幾點(diǎn)：

（1）變頻器通信單元。變頻器可檢測(cè)36個(gè)工況檢測(cè)參數(shù)，并具有獨(dú)立的液晶屏和顯示屏，可顯示采礦機(jī)牽引速度、牽引電機(jī)電流、逆變器輸入電壓等參數(shù)，具有溫度保護(hù)、過壓、欠壓等多重保護(hù)功能，過電流和過載。變頻器通信單元的主要功能是將變頻器工作描述檢測(cè)信號(hào)傳送到工況檢測(cè)與故障診斷中心，檢測(cè)中心進(jìn)行相應(yīng)處理并以中文或圖形方式顯示。

（2）工況檢測(cè)與故障診斷單元。該裝置嵌入微型計(jì)算機(jī)，采用窗口操作系統(tǒng)。機(jī)組與采礦機(jī)控制中心采用接觸式通訊方式。一旦故障診斷單元檢測(cè)到并診斷出故障或事故，屏幕立即顯示故障類型并向控制中心發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)?？刂浦行膱?zhí)行相應(yīng)的控制操作，如聲光報(bào)警或故障保護(hù)。

（3）檢測(cè)到139.6mm顯示單元。顯示單元由480×640線彩色液晶顯示器及相關(guān)電路組成。顯示內(nèi)容包括所有工況檢測(cè)參數(shù)、運(yùn)行和運(yùn)行狀態(tài)報(bào)警提示及故障診斷結(jié)果等，并有左右搖臂檢測(cè)單元、機(jī)身外圍檢測(cè)單元、高壓控制箱檢測(cè)單元等。

在傳動(dòng)裝置的引導(dǎo)下，切削材料可以完成形狀復(fù)雜、精度要求高的任務(wù)，而這些零件的加工完全不可能靠人工來實(shí)現(xiàn)。采礦機(jī)在采礦過程中的振動(dòng)控制是不可能的，但振動(dòng)會(huì)給機(jī)床部件帶來很大的損失。在開挖過程中，帶有內(nèi)摩擦角的挖掘葉片必須呈凹凸?fàn)?，密封裝置周圍不應(yīng)進(jìn)入灰塵中。壓縮機(jī)械的墊片在外圍應(yīng)采用油壓振動(dòng)，在油泵中，輸入和輸出油壓幾乎相同。在壓力的底座支承面上，應(yīng)保持壓縮接觸面積均勻，以滿足密封功能。因此，內(nèi)外環(huán)凸凹表面的加工精度直接影響密封的可靠性。

定期清理油封內(nèi)部，保證機(jī)床正常工作。在使用礦山機(jī)床檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行物料加工時(shí)，很容易保證物料小曲面的精度、光滑度也有很好的保證，還可以滿足技術(shù)規(guī)范對(duì)浮動(dòng)油封的密封要求。另外，在采礦機(jī)減速機(jī)機(jī)構(gòu)中，行星齒輪架等分孔的對(duì)分精度是多個(gè)，每排孔的同軸度直接影響到整機(jī)的傳動(dòng)精度和使用壽命。在加工中心加工行星齒輪架，保證了圖紙的精度要求，提高了加工效率。

6故障檢測(cè)診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用策略

6.1采礦機(jī)

在采礦機(jī)故障檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用中，主要是對(duì)采礦機(jī)的機(jī)械部分、電氣控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)試。通過這些檢測(cè)環(huán)節(jié)來判斷采礦機(jī)的工作狀態(tài)，降低采礦機(jī)的故障概率。采礦機(jī)一旦發(fā)生故障，就需要停止采礦工作，對(duì)其進(jìn)行故障診斷就顯得尤為重要。

6.2礦井提升機(jī)

礦井提升機(jī)的故障主要有兩種類型：輕故障和重故障。輕故障是指對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程影響不大的故障。通常，這種斷層相對(duì)簡(jiǎn)單。通過對(duì)參數(shù)的觀察和分析，相關(guān)維修人員可以知道，維修人員可以迅速處理。重?cái)鄬邮侵赣捎谳p斷層不能及時(shí)處理而逐漸發(fā)育起來的斷層。如果出現(xiàn)嚴(yán)重故障，則相關(guān)維修人員需要仔細(xì)檢查和診斷。治療過程不應(yīng)盲目，需要層層分析和治療。一旦發(fā)生嚴(yán)重故障，相關(guān)維修人員需要特別注意，避免發(fā)生礦難。

6.3礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)

在采礦過程中，礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)起到了重要的作用和價(jià)值，其故障必然會(huì)產(chǎn)生不良影響，也使礦山企業(yè)蒙受一定的經(jīng)濟(jì)損失。故障檢測(cè)技術(shù)在礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用，取得了明顯的維修效果。一般情況下，故障檢測(cè)可采用磁通檢測(cè)、局部放電檢測(cè)和電流高次諧波檢測(cè)三種方法。其中，磁通檢測(cè)主要用于高壓電氣設(shè)備的故障檢測(cè)。然而，它對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。其缺點(diǎn)是當(dāng)信號(hào)較弱時(shí)，檢測(cè)效果不理想。局部放電檢測(cè)可以檢測(cè)出高壓電氣設(shè)備的故障，但對(duì)低壓設(shè)備的故障檢測(cè)效果并不明顯。目前的高次諧波檢測(cè)不會(huì)受到高壓和低壓的限制，但要求相關(guān)操作人員具有較高的專業(yè)水平，操作方法相對(duì)復(fù)雜。在使用這三種不同技術(shù)的過程中，相關(guān)操作人員需要注意設(shè)備的信號(hào)、參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)。為了正確使用高壓異步電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)技術(shù)，必須不斷提高運(yùn)行的準(zhǔn)確性和有效性，為故障檢測(cè)精度的提高提供保障。

結(jié)束語(yǔ)

作為一項(xiàng)革命性的技術(shù)，基于機(jī)械安全的礦山機(jī)械設(shè)備檢測(cè)創(chuàng)新模式設(shè)計(jì)在許多行業(yè)具有很大的發(fā)展空間和應(yīng)用價(jià)值。在礦山企業(yè)機(jī)械化過程中引入機(jī)械安全技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它在簡(jiǎn)化管理、加強(qiáng)安全監(jiān)控等方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，非常適合我國(guó)礦山企業(yè)的發(fā)展。利用機(jī)械設(shè)備的故障維修與診斷，可以實(shí)現(xiàn)礦山資源的合理開發(fā)利用，促進(jìn)礦山工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：龐文凱（1993-12-08），性別：男。籍貫：山東省煙臺(tái)市萊州市三山島街道，學(xué)歷：本科，研究方向：礦山機(jī)械設(shè)備。