礦山機電設備檢修與故障診斷技術研究

【摘 要】本文首先闡述和分析礦山機電設備故障診斷檢測技術的定義與特點，然后對診斷技術了討論，最后將故障診斷技術在礦山機電設備檢修環節進行了應用。

【關鍵詞】礦山機電設備；故障檢修；故障診斷技術

對礦山機電設備而言，設備檢修和故障診斷對預防設備運行事故的發生具有重要作用，而故障診斷技術涉及到計算機技術、信息技術、傳感器技術等多個不同的學科，其工作原理主要是通過狀態檢測、故障診斷等當時，對機電設備的運行情況和各種參數進行定量的掌握，并以此為基礎，對機電設備的安全性、可靠性以及工作性能進行預測，提出相應的診斷決策方案，給出診斷結論，最終目的是實現對機電設備的故障進行準確、高效的預測，最大限度的減少維修的盲目性和頻率，提高設備的運行效率，確保設備能夠正常的運行。可見，礦山機電設備能否正常、高效運行對礦山各項工作的開展具有直接的影響，因此，對礦山機電設備檢修與故障診斷技術進行系統的研究具有明顯的現實意義。本文首先闡述和分析礦山機電設備故障診斷檢測技術的定義與特點，然后對診斷技術了討論，最后將故障診斷技術在礦山機電設備檢修環節進行了應用。旨在通過本文的工作，為礦山機電設備的運行提供一定的可供借鑒的信息，更好的促進礦山工作的高效率。

一、礦山機電設備檢修與故障診斷技術的定義與特點

（1）礦山機電設備檢修與故障診斷技術的定義。礦山設備工作運行是否正常主要取決于該設備能夠根據自身功能特點、是否正常運轉以及該設備能否與該有效能相符合。礦山設備的非正常運轉，通常指該設備在運轉的過程中發生故障，該故障會影響到其它零件的正常工作，導致該設備很難滿足生產的發展需要。而故障檢測診斷技術是指通過設備的工作狀態信號變化，對設備展開準確定位，從而能夠精確發現存在的問題，然后及時處理相關問題，通過該技術可以確保礦山設備的安全運行。

（2）礦山機電設備檢修與故障診斷技術的特點。礦山機電設備故障檢測診斷技術具備以下特征：其一是目的性。即故障診斷目的非常明確，可以迅速對運行中的設備開展故障定位與分析，同時，在定位與分析的基礎上制定高效率的維修方案，從而確保礦山設備得以正常運行；其二是該技術是復合型技術。礦山診與維修都與動力學與物理學等多種學科關系密切，通常涵蓋液壓器操作、機械制造等的原理和應用等有關專業的領域。因此，礦山故障檢測診斷技術涉及到多種學科領域，是一項綜合性技術；其三該技術是理論化向實踐轉化的技術。該技術的全部的診斷方法及維修技術都是按照時間來定，解決辦法與結果能夠直接轉化為實踐，并能夠運用于實際操作。

二、礦山機電設備檢修與故障診斷技術的內容

（1）故障診斷專家系統的應用。由于礦山機電設備故障一般具備復雜性與隱蔽性，如果采用傳統的診斷辦法很難及時、精確地作出診斷。通過故障診斷專家系統可以綜合運用領域專家的經驗與專業知識，通過模擬專家的思維過程，對礦山設備故障展開分析與求解，最終得出較為可靠的診斷結論。而故障樹是礦山設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場故障診斷數據的歷史記錄與分類歸納，該內容通常包括故障源的特征與開展故障決策與求證目標故障源所必須的目標結點。然而在礦山實際故障診斷過程當中，通常是由相關專輯提供規則前提條件的重要度的。

（2）參考故障歷史記錄進行診斷。故障斬斷技術是按照礦山機電設備的系統組織結構，根據設備出現的故障部位的顯著程度，對這個局部故障的全部依賴性元器件與系統展開分析與排查，目標是找出故障的癥結所在。該方法同時是組成礦山機電設備使用維護手冊的重要部分。當礦山機電設備發生故障時，該技術能夠對故障發生的過程展開細致與周密排查，能夠得出最終診斷結論，然后把這些結論進行有效地集中歸納后，最終能夠形成一個故障診斷集。當設備再次發生相同的故障現象時，就能夠按照查找上次的診斷路徑對故障進行診斷與解決。

（3）對溫度、壓力監測診斷。溫度、壓力監測診斷法是指根據摩擦副、軸承與齒輪傳動箱等部位的溫度、壓力傳感器，能夠定點在線對礦山機電設備有關部位的溫度于壓力參數進行監測。通過不斷對這些部位展開監測，同時記錄相關歷史變化數據，可以快速與直觀地反應采煤機的工運行狀況，而且可以及時發現故障與預測故障的狀態與未來發展態勢。該方法是一種非常普遍的監測診斷方法，其最大的優點是可以準確、快速與靈敏的反應出礦山設備的運行狀態。

（4）神經網絡和模糊數學的應用。小波神經網絡技術被廣泛的應用于礦山故障檢測當中。神經網絡特殊的結構與信息處理辦法，能夠讓它在模式識別、信號處理以及自動控制和人工智能等各種領域廣泛應用。同時，神經網絡還具備自身學習與適應等能力。而礦山機電設備在故障診斷過程中，包括從故障出現征兆到故障源的映射一般都具有極其復雜的非線性映射關系，所以把人工神經網絡應用到采煤機部分系統的診斷，是目前礦山設備故障檢測的一種前端技術。把模糊數學運用于采煤機的故障診斷工作中，通過建立模糊診斷的數學模型，從而使得定量分析和專家經驗即定性分析相結合，然后通過計算機去實現，該方法能夠為采煤機故障診斷決策者起到輔助性的作用。而數學模型的建立通常要根據采煤機領域的相關故障知識的特殊性，然后選取適當的知識表示形式，最終建立反映故障原因與眾多征兆之間模糊因果關系的對應矩陣。該矩陣當中的隸屬度值的確定通常必須參考各種故障診斷經驗與實驗測試的結論，該隸屬度值能夠通過實際診斷過程當中產生的概率數據展開實時更新。

三、檢修與故障診斷技術在礦山機電設備運行中的應用

（1）礦用高壓異步電動機故障診斷。礦用高壓異步電動機是礦山生產與運行當中非常重要的一部分，如果題發生故障，不但會給煤礦造成巨大的經濟損失，而且會對煤礦正常的生產運營產生極大的影響。通過現代信號處理技術與人工智能技術，能夠及時的對礦山異步電動機開展故障診斷，并且效果顯著。一般認為異步電動機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。這些技術能夠有效的確保礦用高壓異步電動機正常運行。

（2）礦井提升機檢測和故障診斷。礦井提升機是礦井生產與運輸的主要設備之一，在礦山生產中具有極其重要的地位，它通常承擔著提升原煤與矸石，下放有關材料以及升降人員等工作。礦井提升機的運行是否正常，與一個煤礦是否正常運作，與煤礦工作人員的生命是否安全密不可分，因此礦井提升機的重要性不可忽視。我們國家很多科研機構與科研人員均開展了許多的研發工作，從而在一定程度上保障這一領域的安全性。然而礦井雙筒提升機松繩情況卻發生頻繁，如果因此類情況發生事故將造成巨大的損害。

（3）采煤機工況檢測和故障診斷。和國外得先進采煤機相比較，我國國產采煤機的整機水平非常低下，和國外采煤機先進水平仍然存在著非常大的差距。為了從根源上轉變我國國產采煤機檢測水平低下的落后現狀，原煤炭部把“電牽引采煤機工況檢測及故障診斷系統”的研發列入到“九五”重點科技攻關計劃。這種故障檢測診斷系統主要報礦：左、右搖臂檢測部分、機身外圍檢測部分、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，該技術已經獲得了顯著的成效，在該領域獲得巨大突破，有可能完全攻克這一難題。

四、結語

機電管理作為煤礦企業的重要管理系統中的一個組成部分，是對綜合性人和物的進行管理，是煤炭企業提高經濟效益重要保障。隨著我國煤礦企業的機械化程度日益提升，目前，因為煤礦的生產條件與生產環節的復雜性與多樣性，機電設備管理正逐漸被大面積的運用。如果要確保礦山的穩定生產，并增加生產效益，就要高效的利用好故障診斷技術，并做好機電設備保養與維護的工作。

參 考 文 獻

[1]蔡捷.故障檢測診斷技術在礦山機電設備中的應用[J].中國高新技術企業.2009（5）：87，92

[2]朱茂明.運用故障診斷技術進行礦山機電設備維修[J].煤炭技術.2009（2）：22～24

[3]董乾.論礦山機電設備維修中故障診斷技術的運用[J].科技創新導報.2012（1）：86