芻議礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷及安全檢測技術(shù)

李文亮

【摘要】近年來，礦山機(jī)電一體化設(shè)備使用量大大增加，在很大程度上提高了開采效率，但是與此同時，也伴隨著一定的風(fēng)險，設(shè)備一旦出現(xiàn)故障，很容易導(dǎo)致各種事故的發(fā)生，如果是一些關(guān)鍵性的設(shè)備出現(xiàn)大的故障，甚至?xí)斐蔀?zāi)難性的安全事故。因此，必須盡量避免因設(shè)備故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故的發(fā)生。要做到這一點(diǎn)，根本的解決辦法就是對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的故障診斷及安全檢測，以確保其安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。簡要介紹了設(shè)備檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在礦山機(jī)電設(shè)備中的具體應(yīng)用，并對如何做好礦山機(jī)電設(shè)備的維修工作提出了建議。

【關(guān)鍵詞】礦山機(jī)電設(shè)備；故障診斷；安全檢測

近年來，各種礦山機(jī)電設(shè)備日趨大型化和高度自動化，并且采礦環(huán)境也隨著開采深度的增加而變得日趨惡劣，這就要求應(yīng)用更多的新設(shè)備、新技術(shù)。伴隨著機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用越來越廣泛，其安全性問題日益凸顯，近年來由于設(shè)備故障造成的安全事故屢見不鮮。鑒于上述原因，如何確保礦山設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，就顯得尤為重要。

加大對機(jī)電設(shè)備的故障檢測和安全診斷力度，需要采用合理的系統(tǒng)控制理論，并且要建立科學(xué)、合理的設(shè)備故障預(yù)警系統(tǒng)，只有這樣才能從根本上減少甚至避免設(shè)備故障造成的各類事故。

一、礦山設(shè)備故障診斷及安全檢測技術(shù)簡介

（一）技術(shù)特點(diǎn)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代維修理論及其相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科理論都在不斷發(fā)展，一些現(xiàn)代工藝?yán)碚摵蜋z測技術(shù)也逐漸完善，這些都使得設(shè)備故障檢測診斷技術(shù)取得了長足的發(fā)展，該技術(shù)有以下特點(diǎn)：

（1）目的性強(qiáng)。

進(jìn)行診斷檢測的目的比較明確，就是在設(shè)備運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)其故障及存在的隱患后做出準(zhǔn)確的定位、分析，在此基礎(chǔ)上，制定相應(yīng)的維修及補(bǔ)救措施，以保證設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）技術(shù)涉及面廣。

安全診斷及檢測維修技術(shù)往往涉及到動力學(xué)、物理學(xué)等各個學(xué)科，以及機(jī)械制造、自動化應(yīng)用、液壓控制系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域。因此，故障診斷和安全檢測是一個綜合性很強(qiáng)的行業(yè)，要求相關(guān)人員知識面比較廣，經(jīng)驗比較豐富。

（二）故障檢測的基本技術(shù)

（1）分析識別技術(shù)。

對在生產(chǎn)過程中收集的相關(guān)信息分類、識別和分析，結(jié)合設(shè)備正常運(yùn)行時的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對，確定當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)及可能出現(xiàn)的故障部位、故障類別，并及時找出原因進(jìn)行維修。

（2）信息采集技術(shù)。

該技術(shù)主要用于對設(shè)備運(yùn)行時期的各種信號和參數(shù)進(jìn)行精確的采集和測量，需要在設(shè)備上安裝各類傳感器，采集實時信息數(shù)據(jù)，并及時將數(shù)據(jù)放入存儲器或計算機(jī)存儲。

（3）信息處理技術(shù)。

主要是對采集到的信息進(jìn)行處理，進(jìn)行必要的加工和轉(zhuǎn)換，對其中有用的信息加以提煉并作出分析。

（4）數(shù)學(xué)建模技術(shù)。

設(shè)備在運(yùn)行過程中參數(shù)眾多，且往往與設(shè)備的狀態(tài)及是否有故障隱患有密切關(guān)系。因此，需要運(yùn)用數(shù)學(xué)建模技術(shù)，利用一個數(shù)學(xué)模型來展示各種參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)之間的關(guān)系。建模技術(shù)對應(yīng)用計算機(jī)系統(tǒng)檢測設(shè)備狀態(tài)至關(guān)重要。

（5）預(yù)測技術(shù)。

通過對采集的各類信息進(jìn)行分析識別之后，結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗，對設(shè)備故障及部件的使用壽命進(jìn)行合理預(yù)測，有助于避免故障的發(fā)生。

二、故障檢測方法及其在系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）依據(jù)歷史信息進(jìn)行故障檢測

該方法是根據(jù)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)組成原理，針對故障部位進(jìn)行局部故障的分析排查，找出故障原因。該方法在礦山設(shè)備維護(hù)中占有重要地位。通常在設(shè)備發(fā)生故障之后，通過發(fā)生故障的過程分析，經(jīng)過細(xì)致排查，得出診斷結(jié)論，對這些結(jié)論進(jìn)行分類、歸納之后，形成一個有效的故障集合。再出現(xiàn)類似故障時，可以根據(jù)故障表現(xiàn)出來的特征，從上述集合中進(jìn)行查找，采取相應(yīng)的處理措施。該方法適用于故障現(xiàn)象相同或者類似的情況，往往能夠比較快速地對故障進(jìn)行定位。

（二）觀察檢測法

通過對機(jī)電設(shè)備的軸承、齒輪傳動箱等部位的溫度和壓力等參數(shù)進(jìn)行實時檢測，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并與歷史數(shù)據(jù)相比較，能夠直觀地反映出設(shè)備的工作狀態(tài)，進(jìn)而及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，并對其狀態(tài)發(fā)展趨勢進(jìn)行有針對性的預(yù)測。

（三）小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近幾年興起的一種信息處理方法，在模式識別、自動控制、人工智能等諸多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其優(yōu)勢是對非線性系統(tǒng)進(jìn)行分析。具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等特點(diǎn)。該技術(shù)是當(dāng)前診斷礦山機(jī)電設(shè)備故障的前沿技術(shù)。

（四）模糊數(shù)學(xué)的應(yīng)用

機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障的現(xiàn)象與其誘發(fā)原因之間往往存在多種對應(yīng)關(guān)系，并具有一些不確定性，這就使得故障的漸變性和隱蔽性增強(qiáng)。針對這種現(xiàn)象，在故障分析過程中，采用模糊數(shù)學(xué)的理論進(jìn)行建模，可以結(jié)合定量、定性分析及專家經(jīng)驗，并能在計算機(jī)上進(jìn)行實現(xiàn)，可以有效地進(jìn)行輔助診斷。實際應(yīng)用中，往往用矩陣作為存儲數(shù)據(jù)的工具。為了提高診斷精度，應(yīng)該在故障檢測過程中根據(jù)實時情況對矩陣的權(quán)值進(jìn)行修改。

三、對提高礦山機(jī)電設(shè)備維修效率的幾點(diǎn)建議

為了提高機(jī)電設(shè)備維修效率，在實際工作中，應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)：首先，需要重視對相關(guān)人員的培訓(xùn)工作，例如管理人員、設(shè)備操作人員及維修人員等，使其具備一定的設(shè)備故障辨別和處理能力；其次，要進(jìn)行技術(shù)改造工作，充分利用科技的力量對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行改造，以便有效地增加其使用壽命，間接減少故障發(fā)生率；最后，需要完善、健全設(shè)備維修的管理體制，在維修過程中，需要有統(tǒng)一的組織和制度。這樣才能提高機(jī)動性，在很大程度上提高維修效率。