礦山機電設備故障診斷技術分析探討

王璟珵

摘 要：礦山機電設備在運行過程中會出現多種故障，影響因素眾多。隨著科學技術的不斷進步與發展，礦山機電設備故障診斷技術同樣有了長足的進步，有效減少了因機電設備故障而導致的生產安全事故的發生，給煤礦的生產經濟和人員安全提供了強有力的保證。機電設備故障診斷技術的運用，對于設備運行的穩定性和可靠性有重要意義，該文對機電設備故障診斷技術的基本原理和集中常見礦山機電設備故障診斷技術進行了簡單的論述。

關鍵詞：礦山機電設備 故障診斷 技術分析

中圖分類號：TD6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0038-02

1 故障診斷技術的基本原理

隨著礦山機電設備技術的不斷進步，設備故障的種類隨之增多，就需要故障診斷工作人員結合實際情況，綜合運用診斷技術和設備。礦山設備診斷技術的基本原理如下。

（1）建立數學模型：通過在機電設備各個關鍵部位安裝的數據傳感裝置，對設備在正常運行過程中各部件的各項參數（溫度、噪聲、位置、轉速）進行收集工作，在實時數據顯示過程中，出現故障部位的數據就會顯示異常，從而判斷出出現問題的部位和類型。

（2）故障診斷工作是基于多種采集數據的綜合分析來完成的，需要將實時采集的數據錄入到計算機中，進行類型的判別工作。

（3）計算機對數據完成模型的建立工作，通過技術人員運用專業知識進行分析，對故障進行診斷并對故障嚴重性進行評估。

（4）將以上的操作經過信息轉化，變成大眾可以識別的信息，制定故障處理方案。

2 礦山機電設備故障常見診斷技術

2.1 主觀診斷技術

所謂的主觀診斷技術就是操作人員憑借自己的工作經驗，對礦山機電設備故障的類型和成因進行主觀判斷，該診斷技術對于操作人員的技術水平和工作經驗方面的要求相對較高。在進行機電設備故障診斷過程中，操作人員可以利用自身便利（如，視覺所看、嗅覺所聞），快速準確地對故障的成因進行判斷。在機電設備故障超出工作人員直觀判斷的范疇時，技術人員需要一些機械設備等進行輔助診斷，但是輔助設備只起到提供單一的檢測數據的作用，仍舊以操作人員的主觀判斷為主導。主觀判斷診斷技術的適用性較廣，在所有類型的機電設備故障診斷工作中均可應用，但是因其對操作人員的主觀判斷和分析依賴性較強，比較容易受到操作人員情緒、態度等因素的影響，其準確性和可靠性相對較低。

2.2 儀器診斷技術

儀器檢測就是利用能夠檢測某一方面數據的儀器（比如，電流互感器、高頻檢測器），對機電設備進行各項參數的檢測，將故障狀態設備的各項參數與正常運行時的數據進行對比、分析，從而完成機電設備故障的診斷，制定相應的處理措施。一般儀器檢測的數據具有較高的準確度，因此在礦上開采機電設備故障診斷中的應用十分廣泛。

2.3 數學模型診斷技術

以數學統計及概率數據分析知識為基礎，綜合動態檢測技術和傳感器技術，發展而來的數學模型診斷技術，這種技術是目前礦山機電設備故障診斷工作中應用最廣泛的一種技術，因為數學模型診斷技術兼具了使用便捷和檢測數據精確兩個優點，此外，數學模型診斷技術能夠完成對機電設備的實時監控，是發展機電設備智能化管理的重要基礎，能夠大量減少人員勞動力，提高工作效率。在數學模型診斷技術應用的過程中，需要注意的就是模型的建立必須和礦山的生產實際情況相符合，相關數據無較大出入，一旦模型的建立和礦山生產實際脫離，會給診斷結果的準確性帶來嚴重的影響，甚至出現診斷錯誤的狀況。

2.4 智能診斷技術

智能診斷技術是綜合傳感器技術、人腦模擬技術等實現對機電設備故障的智能檢測、智能分析，從而得出診斷結論的一項技術，根據診斷結論采取相應的處理措施。智能診斷技術的難點就是建立礦山機電設備故障特征數據庫，難點同時又是重點，數據庫的建立能夠使機電設備的診斷工作最大程度地實現簡單便捷化，故障出現時，只需要將故障狀態的各項參數信息和數據庫中相應的數據進行對比，存在差異的數據項即為故障所在，能夠在最短的時間內判斷出故障的類型和產生故障的原因。當下智能診斷技術還處于發展階段，各項技術水平還有較大的提升空間，在礦山機電設備故障診斷中應用較多的是神經網絡系統和專家系統。

3 機電設備故障診斷技術在礦山機電設備中的應用

礦山在開采生產過程中涉及的機械設備數量是相當龐大的，在將機電設備故障診斷技術應用到礦山機械設備中前，就必須對機械設備的特性、操作等有較為全面且深刻的了解，同時對診斷設備的應用特征、診斷技術原理有很好的掌控。

3.1 采煤機故障診斷技術

采煤機中電氣設備故障診斷的應用主要表現在變頻器通信模塊和設備故障診斷模塊。變頻器通信模塊能夠在第一時間內將采煤機運作過程中的各項參數在顯示屏中顯示出來，其中包括采煤機運作過程中的電流、變頻器的電壓、運作的速率等等，操作人員可以在第一時間內了解到采煤機各個部位運作的狀況，進而采取相應的處理措施。變頻器的功能主要有過載保護、額定電壓保護、額定電流保護等。電氣設備診斷模塊通過鏈接互聯網絡，能夠將出現故障的采煤機的信息數據等傳送至顯示屏幕，技術人員可以通過顯示屏幕中的畫面對設備故障進行精準的位置判斷和原因分析，從而有針對性地制定故障解決方案措施，大大提高了故障排除的效率，進而為煤炭的生產開采活動提供強有力的保證。

3.2 電動機故障診斷

礦上電氣設備中電動機出現故障的類型相對較多，其中最為常見的故障類型有放電故障和繞組故障兩大類。對于放電故障，較為常見的診斷工具為電流互感器和高頻檢測器，結合以往電動機出現故障頻率的特征，對電動機的實時運行數據進行測定后，和正常運行狀態下的數據參數進行對比比較，進行數據分析后制定有針對性的處理措施。電動機短路故障的診斷，結合以往故障出現的經驗，電動機內會出現電流短時間內大幅度升高的現象，技術人員要根據電流數值的不同，對電動機故障原因和故障等級進行詳細的判定（因為電流升高幅度的不同，導致故障出現的原因可能存在差異）。在遇到斷相故障時，操作人員需要參考零序電流和負序電流的具體參數值進行分析和判定，以分析和判定的結果制定相應的故障排除措施。

3.3 提升機故障診斷技術

礦山作業中提升機出現的故障一般是松繩故障，而且松繩故障在礦山提升機使用中較為常見。提升機鋼絲繩在使用過程中，技術人員要對其進行實時跟蹤、觀測，對于鋼絲繩在正常狀態下的各項參數進行統計工作，在實時觀測中若出現個別參數數據異常（與正常使用過程中的參數進行比較，數值差到達一定數值）時，及時進行檢修工作，對故障進行排查工作，此外鋼絲繩的檢測裝置需要具備報警功能，某一項或幾項參數出現異常現象時，能夠將報警信息傳送到控制中心，同時應該將監控裝置和鋼絲繩的微調裝置進行連接，設定自動調整程序（設定某一項參數發生變化時，如：鋼絲繩的松緊度，提升機裝置通過自動調整，改變鋼絲繩的松緊程度），實現故障的自行排除。

4 結語

礦山機電設備的運行狀況與礦山安全生產關聯緊密，因此，礦山機電設備故障診斷技術是礦山技術工作者的重要研究課題。現階段我國礦山機電故障診斷技術仍有較大提升空間，要加大對礦山機電設備故障診斷技術的人力、物力、財力的投入，積極研發更加全面的診斷技術，應用于礦山實際的生產活動中，給礦山的安全生產提供強有力的技術支持，減少因設備故障的發生或未得到及時的解決而造成的經濟損失，為礦山經營創造經濟價值，同時增加礦山工作者的安全保證，實現礦山各項技術全面發展，邁上新的高度。

參考文獻

[1] 彭廣宇，邊博，褚慶梅.淺談故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用[J].科技致富向導，2012（9）：349.

[2] 劉錦.故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用[J].科協論壇，2012（3）：57-58.