礦山機電設備維修中故障診斷技術的研究

摘要：科學技術突飛猛進，礦山作業中機電設備也日益凸顯出了他的作用。礦山的持續健康發展與礦山機電設備的正常運行有著深刻的影響關系，所以機電設備維修中的故障診斷技術特別重要。伴隨著我國科學技術的迅速發展，這種礦山機電設備的自動化水平越來越高。而機電設備在礦山企業中也有了越來越突出和重要的地位。但高效的機電設備一旦出現運行故障也必將對礦山作業帶來非常嚴重的影響，重大的經濟損失自不必說，還有可能造成重大的人員傷亡事故。為了更好地做好礦山機電設備管理工作，避免礦山機電事故的發生，以下本文對故障診斷技術進行了簡要的概括和分析，希望給大家以有益參考。

關鍵詞：礦山機電設備;故障診斷技術;研究

當今自動化技術已經滲透到我們日常生產生活的各個領域，礦山生產企業中，對于機電設備的需求更是毋庸置疑，因為它可以充分滿足礦山開采對高效生產的要求。但是如果要讓礦山機電自動化設備在礦山企業生產中高效和穩定的運行，就必須要重視相關的故障診斷技術，以便最終確保礦山生產環節的正常運轉和企業的長遠發展。

1.礦山機電設備背景

在上個世紀的七十年代開始出現機電一體化的概念，就是將計算機技術和可以運用的機械技術進行結合，起到更加有力的保障機械設備運行的效果，提高機電設備的施工效率和質量。計算機技術的突飛猛進，機電技術的一體化發展也得到了有效的促進，逐漸的發展促進了這種綜合系統技術的發展，并且越來越朝著一體化方向發展，這位促進社會經濟的發展有著極大的促進作用，也為社會生活注入了更高的品質。進入了新世紀后，機電技術的發展又進了一步，不僅技術發展的越來越先進，而且越來越朝著智能化的方向發展。機電一體化技術的發展為礦山作業提供了一個非常廣闊的發展空間，也降低了施工的難度和成本。

在目前的礦山作業中，地形復雜對施工造成了一定的難度，而且礦山地下的活動很多也存在著很多的安全隱患。因此對于礦山作業不僅有施工開采的難度，要有人身安全的顧慮。所以使用機電一體化作業對于施工難度的降低，效率的提高和安全的增加起到了重要的促進作用。所以，加強對機電設備的管理能夠在保障礦山安全生產的同時提高工作效率和降低生產成本。同時通過機電設備的智能化系統對礦山開采工程進行管理的話，還能夠為礦產開采工程的安全生產奠定扎實的基礎[3]。

2.礦山機電設備故障診斷技術簡析

礦山機電設備的故障診斷技術通常來講是由五大部分組成的，第一是收集機電設備運行信息，第二是整理所收集到的運行信息，第三是分析所收集整理的信息，第四是找到故障原因確定故障，第五是做出故障診斷的決策和結論。這五大部分在機電設備故障診斷的過程中都有各自的作用和地位，任何一個環節出現問題都會影響整個設備的運行，在礦產資源的正常開采中任何一個環節都有著很重要的作用。

在機電設備故障診斷技術的發展過程中存在著好幾個階段。首先在發展的初級階段，這個時候主要是依賴機電設備操作人員的知識和經驗，通過理論的分析和經驗的對比找到機電設備故障出現的原因;其次隨著技術的進一步發展，發展到現代化的階段，在這個階段多依賴的是計算機的水平和管理技術，通過高科技的手段對機電設備進行綜合管理，加強機電設備的先進技術水平，以此來對機電設備做出故障的診斷分析;再次隨著技術的進一步發展，發展到故障診斷技術的智能化階段[3]。在這一階段電子信息技術與機電設備相結合起來，在對故障診斷的時候實現自動化的診斷操作。綜上所述，我們可以看到機電一體化的一步一步發展，使得機電設備的故障診斷技術有了飛速的發展，而且應用越來越廣泛，從而也推進了社會經濟的迅速發展。

為了促進我國的礦山開采業的發展，機電設備也越來越多的應用在礦山開采中。在礦山開采中，使用的機電設備故障診斷技術是一種系統的綜合技術，不僅有電子技術，還有物化技術，更包含計算機技術等不同系統技術，它們之間進行不同程度的結合，構建成一個比較系統的技術，這樣一來不僅可以對開采工作等各個方面進行有序的控制和管理，而且一定程度上降低了礦產開采的難度和生產礦產資源的成本，這就大大提高了礦產企業的經濟效益和社會效益。

3.礦山機電設備維修的故障診斷技術原理

首先機電設備都有一個強大的數據體系，在進行故障診斷時需要做好數學建模。機電設備的的運行參數是一個龐大的數據系統，只有充分把握好這些參數，做好細致的分析才能對機電設備運行情況做一個充分的了解，進而分析出存在的故障隱患。因此對機電設備參數及時進行總結，做好數學建模對于故障診斷是有著很重要的作用和意義的。

其次對于機電設備的相關信息，要掌握收集和采集的技術。機電設備是信息技術發展的產物，對于機電設備的很多信息都是通過設備的很多傳感器進行收集的，機電設備感應信號發出，傳感器接收后就會產生信號數據，然后傳輸到存儲設備中，這種信息收集的技術是故障診斷技術的基礎，它是提供故障原因的參數[1]。

再次很重要的技術就是對于信息的分析識別和處理技術。分析識別技術是需要將收集到的信息與機電設備參數進行對比，得出故障問題所在。而對于信息的處理技術就是處理有用和無用信息。傳感器接收到的所有信息并不全都是故障信息，需要處理有用信息，從而找到有利用價值的信息，實現整個信息采集過程的有效。

最后就是對于故障的預測。通過分析所收集到的信息，預測機電設備故障的基本情況和相關的使用信息，為后續維修提供必要依據。

4.機電設備故障產生主要原因以及診斷方法

（一）機電設備故障產生原因分析

首先是各個零部件之間的配合關系發生變化。很多情況下，在機電設備出現故障時，研究分析故障原因，很多都是因為零部件本身或者相互之間的變化而造成的。零件自身的損傷就是固有形態與設計之時發生嚴重偏離，而這種損傷多數也是使用過程中多因素共同作用的結果[1]。

其次就是機電設備在使用過程中出現超負荷運轉。每個設備在最原始的設計時，都是有一定的承受極限的，如果實際使用過程中出現超極限的使用，它的正常運行狀態就會被破壞。假如碰上此類情況需要對相關設備的數據參數進行適當的調整，也可以采取合適的外部措施來進行設備承受能力的增加。

再次就是設備在使用過程中的磨損，任何設備在工作一段時間后都會出現能力損耗。這種損耗的發生也是內部和外部因素共同影響造成的。時間越久，設備各方面能力會出現損耗。

（二）故障診斷技術在礦山機電設備中使用的主要方法

首先是通過對比歷史存在的故障記錄。機電設備中故障發生明顯部分需要對所有關聯零部件進行仔細的研究和核查，做好故障發生的原因以及故障特點還有類似相關處理措施的歸納與整理，建立一個故障診斷的數據庫。如果有類似故障出現，就通過參考故障數據庫來診斷，從才有效并快速的采取相應對策。

其次是對外部壓力和溫度進行檢測。一般情況下，機電設備能夠穩定運行都是有比較穩定的外部的壓力和適宜的溫度來維持的，所以經過對設備各部分的相關檢測，再與原始數據進行對此參照，從而迅速有效地反映出設備運行的當前狀態。由于這種診斷方法的快速和有效，比較常用。

再次就是故障診斷技術中常用的專家系統。所謂的故障診斷專家系統就是通過綜合的運用各個相關領域的經驗和專業技術知識，通過模擬專家的思維來診斷設備故障[2]。目前我國的礦山機電設備故障診斷的專家系統多以故障數據庫為基礎先建立的，然后以此為基礎，通過定量分析組成各種規則和制度。

（三）故障診斷技術的分類

總起來說，故障診斷技術應用在礦山機電設備中可以分成幾個大類。

首先就是主觀的判斷。一般來講這這類診斷技術主要是以設備維修人員的經驗為主要出發點，通過必要檢驗儀器的配合幫助來進行故障的診斷。而這也就需要相關的設備維修人員具備非常豐富的經驗和診斷能力。在現在的機電設備維護中有很多比較復雜的故障，這種故障單純依靠經驗又是很難判斷的，因此這種主觀判斷的技術主要應用于比較簡單和比較小的故障中，方便快捷。

其次就是借助于相關儀器設備的診斷技術分類。而這種診斷技術一般來講就是通過對儀器的利用，來進行對機電設備的故障進行診斷。通過利用計算機和專業儀器進行分析設備內的液壓系統還有溫度和壓力及振動等參數，形成一個數據分析的基礎，從而得到一個相應的診斷技術結果。現如今診斷機電設備故障的儀器有比較專業的、通用的還有綜合三種類型可參考。

再次還有就是比較智能的系統診斷的方法，而這就是將人腦分析的程序通過計算機進行模擬，將整個系統獲得的設備信息進行分析和總結，然后按照儲存的診斷方案進行設備故障的分析和判斷[2]。這是一種比較復雜的診斷技術分類，因此多用于比較復雜的機電設備故障。

5.故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用實例

• 煤礦開采中采掘設備的故障診斷應用。我國的煤礦采掘設備故障診斷技術比較迅猛的發展，國內的、國外的設備其工作原理基本相同，但國內設備實際上與國外先進技術相比仍然還有很大的差距。不過通過在實踐中設備出現的問題進行陸續的改造，故障率已經有了很大程度的降低，再加上實時監測的數據及時傳遞到計算機，配合個單元和控制中心的連接，然后保護外部參數值，在故障發生時以及判別故障時就可以通過顯示屏對診斷結果進行顯示和提示報警[2]。
• 礦山運輸設備的故障診斷。礦山運輸設備在作業中，主要是電動輪卡車對巖石的剝離和煤炭的運輸。工作過程中造成故障的原因主要有機械故障、電氣故障及其他故障，無論是電器故障還是機械故障，一旦有故障發生，駕駛室內的相關的報警系統、故障指示系統和儀表都要做出報警和指示。比如：我們在卡車上面做恒功率測試實驗時，如果有接地故障出現，接地系統檢測裝置檢測到漏電電流后，檢測裝置發出報警，同時駕駛室內的蜂鳴器也發出報警，這樣我們就通過報警來查找主電路出現的接地故障。
• 除以上之外，其他設備的故障診斷。在礦山作業中高壓異步電動機還有通風機也是除了運輸設備和采掘設備之外比較早采用故障診斷技術的。現如今，故障診斷技術在很多個領域里已經獲得了相當矚目的技術成果，并且在使用中也得到了不錯的反饋。

不管哪一種故障診斷技術的應用，都要講求很多比較合適宜的現代化管理方法。可以通過預防維修的方式加強機電設備的監察，及早的發現機電設備存在的故障，這樣的早期排除和發現能夠把握機電設備運行的主動性，大力減少故障停機時間。在預防維修中可以分為兩種，一是定期維修，還有一個是狀態維修。而在狀態維修中就是利用高科技的監測和診斷技術，對設備進行預檢查，有針對性地安排維修。事先檢查和排除故障主要就是為了避免和減少故障停機的損失。通過很多研究和實踐我們可以看到，盡可能的采用有計劃的預防維修可以降低設備故障率，并且大大縮減了維修的時間和相關的費用，這樣就慢慢的有了預防維修的概念。我們要注意在任何礦山機電設備中對這一方法的運用。

結束語：總而言之，通過故障診斷技術可以有效降低礦山機電設備故障率，并且提高企業經濟效益和社會效益。做好機電設備的故障診斷技術研究對于礦山研究是具有非常重要的意義的，對保證礦山機電設備的正常運行和確保企業健康發展具有重要作用。故障診斷技術在現在來說是一種比較新型的科學，涉及的內容比較廣泛，我國礦山作業比較復雜，與之匹配的故障診斷技術還不是非常成熟，所以就需要投入更多的人力物理來進行研究，以期通過共同的研究和探討找到更多的先進技術和方法，為實現整個社會的經濟目標而努力，創造社會整體效益，實現社會經濟的全面發展和進步。

參考文獻：

[1]閆先水?礦山機電設備維修中故障診斷技術的運用[J].裝備制造技術

[2]王高海，董哲，淺談礦山機電設備維修中故障診斷技術的運用[J].商業文化.科教縱橫

[3]張皓?礦山機電設備故障診斷技術的研究[J].科技論壇

作者簡介：王斌，男，漢族，1962年11月出生。畢業于烏達煤礦職工大學，大專學歷，研究方向：煤礦機電檢修管理。