故障診斷技術在現代礦山機電設備維護中的應用

張紅梅

（中信機電制造公司科研設計院，山西 侯馬 043007）

引言

礦山機電設備能夠提高礦山企業的經濟效益，保障機電設備的安全、穩定的運行，能夠使礦山企業的持續性發展得到保障。但礦山機電設備在作業過程中難以避免的會出現故障問題，如何有效地避免或減少故障是礦山企業中重點工作之一，同時也需要保障機電設備的日常檢測與維護工作。

1 礦山機電設備故障診斷技術概述

故障診斷技術是指利用科學的方法對機電設備進行測試分析和診斷，在實際工作中，故障診斷技術屬于對機電設備的一種防護工作，因為故障診斷技術是在機電設備運行中通過檢測儀器檢測出各種參數信息，將標準參數進行對比后，如發現異常，則證明設備存有故障，在調節過后，使檢測出的各種參數恢復標準狀態。

故障診斷技術可以分為五大類別：第一，數字模型技術。通過事先構建出的數字模型，將設備中數據信息的變化直觀地反映出。通過對正常數據信息的對比，能夠掌握設備的運行狀態。第二，信息采集技術。信息采集技術主要是針對各種信息進行采集，通過對采集后的信息對比，能夠發現設備的故障問題，并通過信息針對故障部位進行維修。第三，信息處理技術。對采集到的信息進行篩選與處理，對參數正常的信息進行過濾，保留故障信息。第四，識別技術。在信息采集完成后，通過對信息的識別和分析對采集到的信息進行處理。第五，診斷與測算技術。在對信息識別后，對設備的故障、使用及壽命等進行診斷和測算，防止再次發生設備故障問題。

礦山機電設備的故障診斷技術分為兩種：測試分析和理論診斷。對機電設備的故障出現的原因、位置和故障程度進行診斷，根據診斷結果制定維修方案，維修方案中也包括日后的維護與防范措施［1］。這種方式能夠將機電設備的參數確定，并且會預測出機電設備安全范圍內的工作時間和穩定性，對出現的異常現象進行評價，既能分辨出故障類型、程度，也可以預測出故障隱患問題。由于礦山機電設備的工作環境比較特殊，所發生的故障信息也有一定的特殊性。

機電設備故障診斷的步驟為：對機電設備建立模擬模型，通過傳感器對其進行數據采集，然后對數據進行分析和處理，判別出故障類型和運行狀態，最后制定故障診斷方案。

2 故障診斷技術在現代礦山機電設備維護中的應用

2.1 主觀診斷

在機電設備中均配備相應的故障診斷儀器，通過具有多年工作經驗的工作人員使用故障診斷儀器對故障進行診斷，通過對機電設備的檢查、設備參數的調整、對故障的分析以及維修等工作，使機電設備的故障能夠快速解決。但是這種方法對故障診斷人員的要求過高，雖然簡單但是可靠性低，對診斷的結果難免存在主觀意識，如果出現誤判，則對機電設備的運行與維修都產生影響。

2.2 儀器診斷法

能夠利用到機電設備中的故障檢測監測儀器有很多種，如示波器、頻譜儀等，監測儀器能夠對機電設備的震動幅度、頻率、位置、轉速以及溫度、壓力等參數進行檢測，并顯示出結果［2］。通過軟件對結果進行分析檢測，來判斷機電設備是否出現故障。判定方法可以將當前數據和歷史數據進行對比，數值多或少都代表機電設備存在故障問題。這種方式的診斷方法，需要大量記錄采集到的信息、機電設備的歷史參數、對比參數等，面對復雜多變的礦山機電故障問題，此方法略顯復雜。

2.3 無損壞檢測技術

無損檢測診斷技術是指在監測過程中并不會對機電設備造成影響，雖然監測的部位屬于機電設備的主體或金屬材料內部、零件之間的結合等復雜且隱蔽的部位，此種檢測診斷技術通過超聲波技術、射線照相技術、表面缺陷等技術并不會對機電設備造成影響［3］。但是在實際操作過程中，技術性較強，結合了計算機技術、傳感器技術以及分析技術等，同時此技術的費用相較于其他檢測技術費用較高，目前我國所使用的故障檢測技術中鮮有人使用此種技術，但這是故障診斷技術的一個發展方向。

2.4 智能診斷技術

礦山企業中，對機電設備的信息采集、分析、處理等技術均屬于智能化。智能化故障診斷技術是自動采集數據技術和處理數據技術的相結合，將人工的理論和方法輸入到計算機中，通過計算機對機電設備的故障進行診斷，整個診斷過程中無需工作人員在場，完全實現智能化［4］。目前此種診斷技術已經是現代煤礦企業中對機電設備最為普遍的檢測技術。

2.5 壓力診斷法

現代機械中，傳感器是一個重要的工具，傳感器能夠對機電設備中的參數（齒輪轉動率、軸承承受力）等進行傳輸，傳輸過程中將參數轉換為數字形式，使工作人員能夠十分清楚設備的參數變化。此種診斷方法可在礦山工作環境惡劣、壓力大的狀況下正常運行，不僅能夠檢測機電設備中的參數，還能夠對周圍環境、機械溫度、運行壓力變化等情況進行檢測，檢測結果非常快速、準確［5］。

2.6 故障診斷專家系統

礦山機電設備的故障十分復雜，并且不易發現，針對這種特點，單純依靠一種診斷技術達不到系統、全面的檢測和維修。通過故障診斷專家系統這一先進診斷技術，可以將機電設備中的故障檢測方法綜合，通過經驗總結、建立模型、故障分析、故障處理等方面的結合，將得到最為完整的診斷結果。

3 結語

綜上所述，本文對礦山機電設備中的故障診斷技術進行了分析，故障診斷技術已經越來越發達，也逐漸全面化，這無疑對礦山機電設備的穩定運行帶來了一定的保證。將故障診斷技術的作用發揮到極致，對礦山企業的經濟發展具有重要意義。

［1］唐艷同.礦井提升機遠程狀態監測與智能故障診斷系統［D］.太原理工大學，2013.

［2］劉暢.狀態監測與故障診斷技術在化工設備維護中的應用［J］.中國石油和化工標準與質量，2013（13）：20.

［3］王軍號.基于物聯網感知的煤礦安全監控信息處理方法研究［D］.安徽理工大學，2013.

［4］李旭東.論煤礦機電設備中故障檢測與診斷技術的應用［J］.科技致富向導，2013（5）：308.

［5］王雷.基于流形學習的滾動軸承故障診斷若干方法研究［D］.大連理工大學，2013.