礦山機電設備的故障檢修與技術改造

楊丁山，吳俊杰

（江西銅業集團(德興)鑄造有限公司，江西 德興 334224）

礦山機電設備是礦山資源開采與生產中需要用到機械設備，其運行是否穩定將直接關系到礦山開采工作效率和質量。但是由于礦山機電設備運行環境比較差，通常情況下是在高溫、潮濕的環境中生產運行，這種環境給礦山機電設備運行質量產生了一定的影響，并且礦山機電設備工作時間較長，長時間的運行導致礦山機電設備磨損率較大[1]。以上種種原因導致礦山機電設備經常出現故障，為了保證礦山機電設備的工作效率以及工作質量，需要定期或者定時對礦山機電設備進行故障檢修[2]。但是就目前礦山機電設備故障檢修情況而言，雖然現有技術與方法能夠對保證礦山機電設備穩定運行起到作用，但是還是存在一些問題，比如礦山機電設備故障檢修靈活性較差，檢修效率比較差，檢修質量沒有保障，更重要的是現代礦山機電設備的故障類型比較多，故障檢修的周期不再遵循傳統的礦山機電設備磨損規律，并且現有的故障檢修技術無法明確礦山機電設備故障周期，因此目前礦山開采行業急需要解決礦山機電設備故障檢修問題以及技術改造問題，為此提出礦山機電設備的故障檢修與技術改造。

1 礦山機電設備的故障檢修

（1）礦山機電設備的故障檢修技術概述。礦山機電設備在使用中會對設備自身的零部件造成不同程度的磨損、變形以及腐蝕，出現該現象的原因主要分為自然因素和人為因素，其中自然因素包括使用環境溫度、濕度等，人為因素包括操作不合理、使用不當、維護不當等，為了保證礦山機電設備的生產效率，目前主要采用的有效手段為對礦山機電設備進行故障檢修，通過采用一些故障檢修技術使礦山機電設備運行得到全面的維護和管理，延長礦山機電設備的使用壽命。目前現有的礦山機電設備故障檢修中使用的關鍵技術主要包括數學模型、信息采集技術、分析與故障識別技術、信息處理技術等，這些技術的應用主要包括兩方面，一方面是對礦山機電設備的運行狀態進行故障診斷，另一方面是針對礦山機電設備的運行故障進行分析與處理。利用計算機技術、傳感技術以及信息處理與分析技術對礦山機電設備運行狀態進行綜合性診斷與維修，實時監測礦山機電設備運行情況，對礦山機電設備的運行故障及早發現，及早處理，將礦山機電設備運行過程中存在的安全隱患消滅于無形之中。礦山機電設備的故障檢修技術應用下來，大致可以分為五個步驟，建立數學模型、運用傳感裝置采集運行數據、對設備運行數據進行處理、識別礦山機電設備運行故障、對礦山機電設備故障進行維修，下圖為礦山機電設備的故障檢修技術流程圖。

如圖1所示，礦山機電設備故障檢修流程大致分為五部分，①建立數學模型。根據礦山機電設備實際情況建立相應的數學模型，利用數學模型反應出礦山機電設備的運行狀態，模擬出礦山機電設備運行故障邏輯關系。②安裝傳感裝置。安轉傳感裝置的目的是采集到礦山機電設備的運行參數，為后續礦山機電設備故障分析與識別提供數據支撐。③信息處理及分析。利用數據處理技術對采集到的礦山機電設備運行數據進行預處理，提取到故障特征，并利用分析技術對礦山機電設備目前運行狀態進行診斷。④故障處理。針對分析到的礦山機電設備運行故障進行處理，保證礦山機電設備穩定運行。

圖1 礦山機電設備的故障檢修流程圖

（2）礦山機電設備的故障檢修存在的問題。目前礦山機電設備故障檢修所采用的技術和方法存在一些問題，其主要包括以下幾點。第一，選取的傳感裝置不合理，安裝位置不當。目前應用于礦山機電設備故障檢修的傳感裝置比較單一，只采用一種類型的傳感裝置采集礦山機電設備運行參數，用于識別礦山機械設備故障的參數特征有多種，其中主要包括運行溫度、軸承轉速、振動頻率、運行壓力等，僅依靠一種類型的傳感裝置采集到多種運行參數，無論是在數據采集效率上還是采集精度上都遠遠不夠，因此導致傳感裝置采集到的運行參數數據不夠全面，無法為礦山機電設備故障識別與診斷提供充足的數據依據，最終會影響到礦山機電設備故障檢修質量。此外傳感裝置的安裝位置也不夠合理，目前在礦山機電設備故障檢修技術操作中，傳感裝置通常安裝在機電設備的兩側，礦山機電設備故障多出現在軸承、下盤零部件等區域，而安裝再機電設備的兩側與故障點距離較遠，會出現采集到無效數據或者是無用數據。第二，礦山機電設備故障檢修技術的操作會對機電設備造成一定程度的損壞，這是因為現有的檢修技術大部分還需要人工去拆卸診斷，在這一過程中會造成部分零部件丟失和損壞，現有的檢修技術無法實現無損檢測。除了以上提出的幾點問題之外，目前礦山機電設備的故障檢修技術還存在檢修精度差、效率低等問題，這些問題的存在導致礦山機電設備故障檢修效果較差，急需對其進行改造。

2 礦山機電設備的故障檢修技術改造

（1）傳感技術改造。從上文分析到礦山機電設備故障檢修技術中，傳感裝置在選型上和安裝位置上存在問題，因此對礦山機電設備故障檢修技術改造，首先對傳感技術進行改造。根據礦山機電設備故障數據采集需求，考慮到傳感裝置需要采集運行溫度、運行壓力、運行轉速、運行振動幅度及頻率等參數，在故障數據采集中引用溫度傳感器、壓力傳感器、轉速傳感器、振幅傳感器四種傳感裝置，對每一種故障參數都采用專門的傳感裝置，其中溫度傳感裝置采用GDFA-69DA型號，壓力傳感器采用OSDF-5SD5型號，轉速傳感器采用KKPK-S25D型號，振幅傳感器采用KOSD-69AD型號。以上采用的傳感裝置均可以在溫度文-70°-95°，濕度在10%～75%環境中正常運行，其中振幅傳感裝置是一種無損采集裝置，在對礦山機電設備振動頻率以及振動幅度參數采集中不會對機電設備造成損壞。

針對各種運行參數采集需求，以及礦山機電設備故障特征，對各類傳感裝置的安裝位置進行重新設定。其中溫度傳感器主要是采集礦山機電設備運行溫度，而引發礦山機電設備運行高溫的關鍵部件為軸承，因軸承轉速過高而導致高溫，因此溫度傳感裝置的安裝位置設定在礦山機電設備的軸承內側；壓力傳感器主要采集礦山機電設備運行壓力，最能反映出礦山機電設備運行壓力的部件為底盤，因此將壓力傳感裝置安裝在礦山機電設備的底盤中部；轉速傳感器主要采集的是礦山機電設備的運行轉速，因此將轉速傳感器安裝在礦山機電設備軸心處；振幅傳感器主要采集的是礦山機電設備運行過程中振動頻率與振動幅度，因此將振幅傳感器安裝在礦山機電設備的右側下方。通過以上對傳感裝置重新選型以及安裝位置重新確定，完成對礦山機電設備的故障檢修技術中傳感技術的改造。

（2）引入全生產保全技術。為了提高礦山機電設備故障檢修質量，在技術中引入全生產保全理論，利用全生產保全技術對礦山機電設備進行全生命周期管理，并為礦山機電設備故障檢修提供一套系統的、一體化的檢修體系，下圖為基于全生產保全技術的礦山機電設備故障檢修一體化體系圖。

結合圖2內容，全生產保全技術可以對礦山機電設備運行標準、故障周期、設備信息以及設備零部件進行系統的管理，以早發現早處理為保全目標，整個技術涉及礦山機電設備故障記錄、檢修記錄、檢修跟蹤等，對礦山機電設備故障檢修所有信息盡量記錄，并分析出礦山機電設備故障規律以及故障周期，為以后的礦山機電設備故障處理以及故障檢修提供全面的信息，并且還會對礦山機電設備運行情況進行定期評價，預測出即將發生的設備故障，為礦山機電設備故障處理提供可靠的信息依據，以此保證礦山機電設備穩定運行。以上通過對傳感技術的改造以及全生產保全技術的引用，完成了度礦山機電設備故障檢修技術改造，進而完成了對礦山機電設備的故障檢修與技術改造。

圖2 基于全生產保全技術的礦山機電設備故障檢修一體化體系圖

3 結束語

本文結合目前礦山機電設備故障檢修現狀，對礦山機電設備的故障檢修與技術改造進行了研究，針對礦山機電設備故障檢修存在的問題以及需求，提出了相關的故障檢修理論，此次研究對提高礦山機電設備運行質量與安全，提高礦山開采效率和精度，以及延長礦山機電設備使用壽命具有重要的現實意義。由于此次研究篇幅有限，對礦山機電設備故障檢修技術的研究不夠深入，并且提出的改造方案內容還存在一些不足之處，因此今后仍會對該方面進行進一步研究，提高礦山機電設備故障檢修技術水平。