礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)研究

【摘 要】本文首先闡述和分析礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷檢測技術(shù)的定義與特點(diǎn)，然后對診斷技術(shù)了討論，最后將故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備檢修環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】礦山機(jī)電設(shè)備；故障檢修；故障診斷技術(shù)

對礦山機(jī)電設(shè)備而言，設(shè)備檢修和故障診斷對預(yù)防設(shè)備運(yùn)行事故的發(fā)生具有重要作用，而故障診斷技術(shù)涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)等多個(gè)不同的學(xué)科，其工作原理主要是通過狀態(tài)檢測、故障診斷等當(dāng)時(shí)，對機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況和各種參數(shù)進(jìn)行定量的掌握，并以此為基礎(chǔ)，對機(jī)電設(shè)備的安全性、可靠性以及工作性能進(jìn)行預(yù)測，提出相應(yīng)的診斷決策方案，給出診斷結(jié)論，最終目的是實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的故障進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的預(yù)測，最大限度的減少維修的盲目性和頻率，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，確保設(shè)備能夠正常的運(yùn)行。可見，礦山機(jī)電設(shè)備能否正常、高效運(yùn)行對礦山各項(xiàng)工作的開展具有直接的影響，因此，對礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的研究具有明顯的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先闡述和分析礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷檢測技術(shù)的定義與特點(diǎn)，然后對診斷技術(shù)了討論，最后將故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備檢修環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用。旨在通過本文的工作，為礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行提供一定的可供借鑒的信息，更好的促進(jìn)礦山工作的高效率。

一、礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)的定義與特點(diǎn)

（1）礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)的定義。礦山設(shè)備工作運(yùn)行是否正常主要取決于該設(shè)備能夠根據(jù)自身功能特點(diǎn)、是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及該設(shè)備能否與該有效能相符合。礦山設(shè)備的非正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通常指該設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中發(fā)生故障，該故障會(huì)影響到其它零件的正常工作，導(dǎo)致該設(shè)備很難滿足生產(chǎn)的發(fā)展需要。而故障檢測診斷技術(shù)是指通過設(shè)備的工作狀態(tài)信號變化，對設(shè)備展開準(zhǔn)確定位，從而能夠精確發(fā)現(xiàn)存在的問題，然后及時(shí)處理相關(guān)問題，通過該技術(shù)可以確保礦山設(shè)備的安全運(yùn)行。

（2）礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)的特點(diǎn)。礦山機(jī)電設(shè)備故障檢測診斷技術(shù)具備以下特征：其一是目的性。即故障診斷目的非常明確，可以迅速對運(yùn)行中的設(shè)備開展故障定位與分析，同時(shí)，在定位與分析的基礎(chǔ)上制定高效率的維修方案，從而確保礦山設(shè)備得以正常運(yùn)行；其二是該技術(shù)是復(fù)合型技術(shù)。礦山診與維修都與動(dòng)力學(xué)與物理學(xué)等多種學(xué)科關(guān)系密切，通常涵蓋液壓器操作、機(jī)械制造等的原理和應(yīng)用等有關(guān)專業(yè)的領(lǐng)域。因此，礦山故障檢測診斷技術(shù)涉及到多種學(xué)科領(lǐng)域，是一項(xiàng)綜合性技術(shù)；其三該技術(shù)是理論化向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化的技術(shù)。該技術(shù)的全部的診斷方法及維修技術(shù)都是按照時(shí)間來定，解決辦法與結(jié)果能夠直接轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，并能夠運(yùn)用于實(shí)際操作。

二、礦山機(jī)電設(shè)備檢修與故障診斷技術(shù)的內(nèi)容

（1）故障診斷專家系統(tǒng)的應(yīng)用。由于礦山機(jī)電設(shè)備故障一般具備復(fù)雜性與隱蔽性，如果采用傳統(tǒng)的診斷辦法很難及時(shí)、精確地作出診斷。通過故障診斷專家系統(tǒng)可以綜合運(yùn)用領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)與專業(yè)知識，通過模擬專家的思維過程，對礦山設(shè)備故障展開分析與求解，最終得出較為可靠的診斷結(jié)論。而故障樹是礦山設(shè)備故障診斷與分析的最初知識模型，它通常來源于對礦山現(xiàn)場故障診斷數(shù)據(jù)的歷史記錄與分類歸納，該內(nèi)容通常包括故障源的特征與開展故障決策與求證目標(biāo)故障源所必須的目標(biāo)結(jié)點(diǎn)。然而在礦山實(shí)際故障診斷過程當(dāng)中，通常是由相關(guān)專輯提供規(guī)則前提條件的重要度的。

（2）參考故障歷史記錄進(jìn)行診斷。故障斬?cái)嗉夹g(shù)是按照礦山機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的故障部位的顯著程度，對這個(gè)局部故障的全部依賴性元器件與系統(tǒng)展開分析與排查，目標(biāo)是找出故障的癥結(jié)所在。該方法同時(shí)是組成礦山機(jī)電設(shè)備使用維護(hù)手冊的重要部分。當(dāng)?shù)V山機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，該技術(shù)能夠?qū)收习l(fā)生的過程展開細(xì)致與周密排查，能夠得出最終診斷結(jié)論，然后把這些結(jié)論進(jìn)行有效地集中歸納后，最終能夠形成一個(gè)故障診斷集。當(dāng)設(shè)備再次發(fā)生相同的故障現(xiàn)象時(shí)，就能夠按照查找上次的診斷路徑對故障進(jìn)行診斷與解決。

（3）對溫度、壓力監(jiān)測診斷。溫度、壓力監(jiān)測診斷法是指根據(jù)摩擦副、軸承與齒輪傳動(dòng)箱等部位的溫度、壓力傳感器，能夠定點(diǎn)在線對礦山機(jī)電設(shè)備有關(guān)部位的溫度于壓力參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。通過不斷對這些部位展開監(jiān)測，同時(shí)記錄相關(guān)歷史變化數(shù)據(jù)，可以快速與直觀地反應(yīng)采煤機(jī)的工運(yùn)行狀況，而且可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障與預(yù)測故障的狀態(tài)與未來發(fā)展態(tài)勢。該方法是一種非常普遍的監(jiān)測診斷方法，其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以準(zhǔn)確、快速與靈敏的反應(yīng)出礦山設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

（4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用。小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于礦山故障檢測當(dāng)中。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特殊的結(jié)構(gòu)與信息處理辦法，能夠讓它在模式識別、信號處理以及自動(dòng)控制和人工智能等各種領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還具備自身學(xué)習(xí)與適應(yīng)等能力。而礦山機(jī)電設(shè)備在故障診斷過程中，包括從故障出現(xiàn)征兆到故障源的映射一般都具有極其復(fù)雜的非線性映射關(guān)系，所以把人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到采煤機(jī)部分系統(tǒng)的診斷，是目前礦山設(shè)備故障檢測的一種前端技術(shù)。把模糊數(shù)學(xué)運(yùn)用于采煤機(jī)的故障診斷工作中，通過建立模糊診斷的數(shù)學(xué)模型，從而使得定量分析和專家經(jīng)驗(yàn)即定性分析相結(jié)合，然后通過計(jì)算機(jī)去實(shí)現(xiàn)，該方法能夠?yàn)椴擅簷C(jī)故障診斷決策者起到輔助性的作用。而數(shù)學(xué)模型的建立通常要根據(jù)采煤機(jī)領(lǐng)域的相關(guān)故障知識的特殊性，然后選取適當(dāng)?shù)闹R表示形式，最終建立反映故障原因與眾多征兆之間模糊因果關(guān)系的對應(yīng)矩陣。該矩陣當(dāng)中的隸屬度值的確定通常必須參考各種故障診斷經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)測試的結(jié)論，該隸屬度值能夠通過實(shí)際診斷過程當(dāng)中產(chǎn)生的概率數(shù)據(jù)展開實(shí)時(shí)更新。

三、檢修與故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備運(yùn)行中的應(yīng)用

（1）礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)故障診斷。礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)是礦山生產(chǎn)與運(yùn)行當(dāng)中非常重要的一部分，如果題發(fā)生故障，不但會(huì)給煤礦造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)對煤礦正常的生產(chǎn)運(yùn)營產(chǎn)生極大的影響。通過現(xiàn)代信號處理技術(shù)與人工智能技術(shù)，能夠及時(shí)的對礦山異步電動(dòng)機(jī)開展故障診斷，并且效果顯著。一般認(rèn)為異步電動(dòng)機(jī)故障檢測和診斷方法主要包括：局部放電檢測、電流高次諧波檢測以及磁通檢測。這些技術(shù)能夠有效的確保礦用高壓異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。

（2）礦井提升機(jī)檢測和故障診斷。礦井提升機(jī)是礦井生產(chǎn)與運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備之一，在礦山生產(chǎn)中具有極其重要的地位，它通常承擔(dān)著提升原煤與矸石，下放有關(guān)材料以及升降人員等工作。礦井提升機(jī)的運(yùn)行是否正常，與一個(gè)煤礦是否正常運(yùn)作，與煤礦工作人員的生命是否安全密不可分，因此礦井提升機(jī)的重要性不可忽視。我們國家很多科研機(jī)構(gòu)與科研人員均開展了許多的研發(fā)工作，從而在一定程度上保障這一領(lǐng)域的安全性。然而礦井雙筒提升機(jī)松繩情況卻發(fā)生頻繁，如果因此類情況發(fā)生事故將造成巨大的損害。

（3）采煤機(jī)工況檢測和故障診斷。和國外得先進(jìn)采煤機(jī)相比較，我國國產(chǎn)采煤機(jī)的整機(jī)水平非常低下，和國外采煤機(jī)先進(jìn)水平仍然存在著非常大的差距。為了從根源上轉(zhuǎn)變我國國產(chǎn)采煤機(jī)檢測水平低下的落后現(xiàn)狀，原煤炭部把“電牽引采煤機(jī)工況檢測及故障診斷系統(tǒng)”的研發(fā)列入到“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃。這種故障檢測診斷系統(tǒng)主要報(bào)礦：左、右搖臂檢測部分、機(jī)身外圍檢測部分、高壓控制箱檢測部分、變頻器通信部分以及工況檢測及故障診斷部分。從目前來看，該技術(shù)已經(jīng)獲得了顯著的成效，在該領(lǐng)域獲得巨大突破，有可能完全攻克這一難題。

四、結(jié)語

機(jī)電管理作為煤礦企業(yè)的重要管理系統(tǒng)中的一個(gè)組成部分，是對綜合性人和物的進(jìn)行管理，是煤炭企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益重要保障。隨著我國煤礦企業(yè)的機(jī)械化程度日益提升，目前，因?yàn)槊旱V的生產(chǎn)條件與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的復(fù)雜性與多樣性，機(jī)電設(shè)備管理正逐漸被大面積的運(yùn)用。如果要確保礦山的穩(wěn)定生產(chǎn)，并增加生產(chǎn)效益，就要高效的利用好故障診斷技術(shù)，并做好機(jī)電設(shè)備保養(yǎng)與維護(hù)的工作。

參 考 文 獻(xiàn)

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