淺談煤礦機電設備故障診斷技術

朱鋒

摘 要：社會經濟的發展促進了機電設備技術的不斷提高。機電設備是礦山生產中的主要生產設備，其是否安全直接關系到整個生產的正常進行。隨著機電設備使用時間的增長，通常會出現一些故障，這些故障會導致生產暫停。所以為了能夠保證礦山生產的正確運行，應該做好機電設備故障診斷工作，文章就針對當前機電設備故障診斷技術進行了分析和探討，希望能夠保證礦山的正常生產。

關鍵詞：礦山機電設備；故障診斷；技術研究

引言

我國礦產資源十分豐富，對我國經濟的發展起到了重大作用。特別是近幾年，礦山企業更是發展迅速。當前的機電設備是礦山生產中十分重要的部分，一旦設備出現問題則會影響到正常的礦山生產，所以必須加強設備的故障診斷。當前經常使用的故障診斷技術主要有信號處理技術、計算機應用技術以及傳感器技術。雖然我國機電設備故障診斷技術已經得到了發展，但是仍然不能滿足當前的需要，還需要從外國引進技術，所以為了能夠進一步提高當前故障診斷技術，需要相關人員能夠深入研究。傳統的計劃經濟體制已經不能滿足當前礦山企業故障處理的需要，其中很多部分都和當前市場經濟發展的需要不一致，為了能夠促進我國礦山企業的發展，需要對體制進行改革。就當前的故障診斷技術，在自身不斷深入研究的技術上還應該借鑒外國的先進經驗。

1 礦山機電設備常出現的故障及其原因分析

1.1 礦井機電設備常出現的故障

1.1.1 供電系統故障。通常來說，當前的礦井深度一般都在五百米左右，最深的時候達到了一千米，當前使用的方式主要有接力式和水平提拉式兩種，這兩種方式在使用的過程中都會存在著供電線路長、供電負荷量大，供電網絡復雜等特點。此外，如果礦井的深度過深，那么就會增加瓦斯的含量，進而使得監測結果不符合要求，所以我們應該加強對礦井內部安全監測。

1.1.2 排水系統問題。為了方便施工，應該采取礦井排水，在具體排水的過程中容易出現效率低下、設備性能差等問題，此外，如果不提高機電設備的使用技術和增加資金投入，就可能導致安全問題，威脅到工作人員的安全。而且，當前的礦山企業為了能夠提高排水量，往往增加很多排水泵，這給設備故障診斷工作造成很多不便。

1.1.3 通風系統問題。為了保證礦井內部的空氣流通，通常會設置很多的通風網，這就給機電設備造成很多的負荷，隨著使用時間的增長可能會影響設備的正常運行。

1.1.4 提升系統問題。提升系統是礦井工作人員的主要工作，該系統通常都是由很多部件構成的。目前提升系統會出現設備零件老化、保護裝置靈敏度降低等問題，特別是隨著使用時間增長，提升系統的制動、保險等會有失靈的情況。

1.2 礦山機電設備出現的故障原因分析

1.2.1 零件損傷造成配合關系的變化。機電設備能夠正常運轉全靠各個零件之間的相互配合。隨著使用時間的增長，零件會受到破損，使得零件之間的配合關系發生了變化，這也是機電設備發生故障的一個重要原因。在實際工作的過程中零件損失的表現為零件的尺寸發生了變化、性能發生變化、零件之間的磨合發生變化。這些問題都是由于設備在使用的過程中，零件在各方壓力的作用下會出現磨損，老化程度也明顯增強，使得零件和最初的狀態發生偏離。

1.2.2 設備超負荷運轉。在實際生產的過程中，機電設備長期處在超負荷運轉的情況，這雖然在一定程度上提高了生產的效率，但是對設備則會產生損害，隨著超負荷運轉時間的增長，很難保證設備在正常狀態下運行。在使用機電設備的時候需要輸入運轉極限值，最好是保持在設備能夠承受的范圍內，否則設備會容易出現故障，影響設備的正常使用。

1.2.3 由于機電設備是礦產企業生產的主要設備，存在著工作強度大、負荷多、工作時間長、設備損壞大等問題，隨著使用時間的增長，機器設備零件的磨損程度大、使得整個機電設備發生故障率增多，導致機電設備工作效率下降。

2 故障診斷技術的基本原理

2.1 數學模型的建立

通過建立數學模式，能夠更好地對設備的正常運行參數和故障時的參數進行比對，對故障進行實時的診斷，這種參數在建立的時候要保證對應關系，對設備運行情況進行監測，同時也能對計算機系統進行充分利用。

機電設備故障診斷依據指的是設備處在運行狀態時各種物理及化學的改變，例如溫度、壓力、電流、功率等。上述數據信息的改變可反映機電設備的運行狀態。通常來講，礦井機電設備的機械診斷是參照該類信息變化規律的具體情況進行分析和比較，確定設備故障的性質及具體的位置，幫助設備維護人員制定維修策略。同時，更能彌補計劃維修所無法有效克服的失修不足的問題，提升各個零部件的利用效率，以便保證機電設備安全、穩定的運行。

2.2 信息采集技術

一般來說，信息采集主要采用聽、摸、聞等方式，或是利用各種傳感器測定機電設備的運行溫度、速度、壓力等指標。同時把設備運行狀態下的各物理量及化學量的變化信息傳達給設備監測人員，以診斷出機電設備是否處在合理的運行狀態之下。

2.2.1 直接觀察。在機電設備運行過程中，經常性地通過直接觀察法來診斷設備的運行狀態。一般根據以往的工作經驗加以判斷。例如：溫度、振動情況等都可作為機電設備運行狀態的診斷依據。如果機電設備已被損壞，那么常常會發生松動、變形、動作失常等現象。另外，也可通過應用先進的儀器對設備外觀進行檢測，以確保機電設備安全且穩定地運行。

2.2.2 性能檢測。機電設備整體性檢測手段是分析和比較設備輸入與輸出的變化規律。通常，機電設備的輸入與輸出存在一定的關聯。若輸入量保持不變，輸出不變或是偏低，必須增加輸入量，這足以證明此時機電設備的運行效率大大降低了。判定機電設備整體性的高低可依據電流、電壓、溫度等指標。

2.3 分析與識別技術

對信息傳感器采集的數據要進行分析和識別，這樣能夠更好地通過分析和識別掌握到需要的信息，同時也能對設備的參數情況進行比較，對設備的運行狀況能夠進行判斷，同時也能對故障進行掌握，因此，也能及時進行解決。

2.4 信息處理技術

信息處理技術就是將采集到的信息進行分類和處理，這樣能夠對有價值的信息進行轉換，通過轉換成為人或者是計算機能夠識別的語言，實現信息采集的目的，對設備狀態進行更好的掌握。

3 礦山機電設備常見故障診斷類型

3.1 事后維護檢修診斷

設備故障已經導致了一系列不良后果以后才被發現，這種檢修和維護不是主動進行的，通常不能起到實質性的作用。而且，因為機電設備已經遭受嚴重損壞通常只能依靠經驗推測故障原因。

3.2 有計劃地定期維修

根據自身的經驗積累制定出定期的機電設備檢修計劃，無論設備正常與否都要進行檢修和維護，但是這種檢修方式對于偶然發生的事故應急處理沒有預防措施。

3.3 計劃性狀態檢修

為避免以上2種檢修方式的弊端，加之現代設備監測技術日益發展完備，在線檢測和診斷裝置可以詳細記錄設備運作時的狀態、設備維修時間和內容，將這些數據輸入計算機進行分析處理，從而可以準確預測設備故障。

4 礦山機電設備故障診斷的關鍵技術

4.1 礦山機電設備故障診斷技術概述

隨著機電設備使用時間的增長，由于一些零件發生了變化就可能出現溫度上升，電流、功率發生變化，這些變化成為了工作人員判斷設備故障的重要依據。通過機電設備相關參數的變化來了解設備在運行過程中的具體情況，并判斷出是否發生了故障，一旦發現某些零件出現了異常，應該盡快找到異常的位置，并采取一些措施來解決，保證設備能夠正常運轉。在判斷機電設備故障時需要采集相關的數據，例如零件溫度的數值變化、運行中設備的振動情況等，通過對這些數據進行系統整合，并通過工作人員的觀察進行判斷，判斷出機電設備是否出現了故障。除了上述方法，對機電設備進行仔細的觀察也是一種常用方法。例如通過機電設備中的運轉響聲以及軸承的溫度變化等都可能預測出設備是否出現故障，故障點在哪里，盡快地采取科學措施解決故障。

4.2 礦山機電設備故障診斷技術分類

4.2.1 溫度診斷。這種方法是當前機電設備故障診斷技術中最為常用的，主要就是通過機電設備自身的溫度來判斷故障。通常來說，機電設備中的零件一旦出現損壞就會導致溫度上升。工作人員把出現溫度異常的數據進行匯總并制作成表格，通過這些數據來判斷出機電設備中哪些零件可能會發生故障。

4.2.2 振動監測。這種方法主要用來預防機電設備故障的產生，可以分為兩種方法，一種是簡易診斷儀，能夠通過振動儀的形式采集到機電設備運行時的振動信號，進而判斷出機電設備是否存在出現故障的可能。另一種是精密診斷系統，主要就是通過定期的檢查，把機電設備振動數據輸入到計算機中，并對這些數據進行分析，得出可能出現故障的位置。

4.2.3 鐵譜分析。這種方法相比其他的故障診斷方法來說具有很大的優勢。使用這種方法的時候所使用到的就是鐵譜分析儀。具體的使用方法是在設備運行的過程中倒入含有磨屑的潤滑油，設備會自行分離出磨屑，并根據磨屑的情況直接制作成譜片，進而工作人員能夠根據譜片來判斷機電設備的運行情況。

5 結束語

綜上所述，礦山機電設備對于企業生產具有十分重要的作用。為了能夠保證機電設備正常運行，應該對投入使用的設備進行故障診斷。當前的機電設備故障診斷技術能夠提高維修人員的工作效率，提高了機電設備工作的能力，同時也保證了工作人員的安全，降低了企業的生產成本，提高了經濟效益。在未來我國的機電設備故障診斷技術會越來越好，促進我國礦山企業在市場經濟下的發展。

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