礦山機電設備故障診斷技術的應用研究

楊恒

[摘 要]隨著我國科學技術的不斷進步，社會各生產(chǎn)領域都開始向機械化方向發(fā)展，礦山企業(yè)生產(chǎn)中，也積極運用機電設備，以提升工作效率、保障人員安全。在機電設備的長期使用中，極有可能出現(xiàn)一些故障，還需要技術人員運用科學的故障診斷技術，減少故障隱患，以避免因設備故障引發(fā)的安全問題和消極影響。本文就礦山機電設備故障診斷技術的應用進行了研究分析。

[關鍵詞] 礦山；機電設備；故障診斷技術；應用

中圖分類號：TD614 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0247-01

前言：礦產(chǎn)資源是支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的重要資源之一，近年來，我國經(jīng)濟水平得到了快速提升，新礦山也在不斷的建設生產(chǎn)，為提升礦山生產(chǎn)效率和質(zhì)量，礦山企業(yè)將大量的機電設備投入生產(chǎn)，由于機電設備產(chǎn)生故障具有不確定性，因此，還需要相關人員能夠充分運用故障診斷技術，定期對設備進行保養(yǎng)維修，消除故障隱患，保證礦山穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 礦山機電設備故障產(chǎn)生原因

礦山機電設備中各零件關系的變化會引起自身故障的產(chǎn)生[1]。在機電設備長期使用中，會因多種因素造成零件的損傷，例如使用中零件受到損傷、設備老化等，導致零件尺寸、形態(tài)等發(fā)生一系列的變化，并與其他零件之間的關系產(chǎn)生變化，引發(fā)機電設備故障。

工作能力的大幅度損耗會使礦山機電設備產(chǎn)生故障。礦山設備在長期使用中，會出現(xiàn)老化、零件磨損等情況，工作能力受到不斷的損耗，再繼續(xù)使用，將會引發(fā)更多的故障問題。

超負荷運轉(zhuǎn)也會使礦山機電設備產(chǎn)生嚴重的故障。每一臺設備都有自己的運作極限，一旦實際運作輸出的參數(shù)超出了設備規(guī)定的最大限度，將會因超負荷運轉(zhuǎn)而引發(fā)嚴重的設備故障，需要相關人員立即對設備技術參數(shù)進行調(diào)整，并提升設備承受能力，以減少故障隱患。

2 礦山機電設備故障診斷技術方法

2.1 礦山機電設備故障主觀診斷方法

主觀診斷主要是工作人員在進行設備故障診斷過程中，依靠長期工作中獲得的經(jīng)驗、借助一定的檢驗儀器進行診斷的方法。這種方法的使用對工作人員的技術水平和個人經(jīng)驗提出了較高的要求，雖然與其他診斷技術相比具有簡單快捷的優(yōu)勢，但是僅適用于一些常見、易于診斷的故障，對于較為復雜的故障，這種方法盡可以作為參考。

2.2 礦山機電設備故障儀器診斷方法

儀器診斷主要是以設備內(nèi)的液壓系統(tǒng)溫度、壓力及振動等參數(shù)為依據(jù)[2]。診斷過程中，工作人員需要首先對這些參數(shù)進行收集，在運用信息化系統(tǒng)進行科學的分析，從而獲得礦山機電設備故障診斷結(jié)果。目前在礦山機電設備故障診斷的儀器診斷中，主要運用的儀器為綜合、通用、專用三種。

2.3 礦山機電設備故障智能型系統(tǒng)診斷方法

智能型系統(tǒng)診斷主要是運用計算機進行設備信息的收集整理，使其具備與人腦相似的思考過程，以便對數(shù)據(jù)進行合理的科學判斷，得出診斷結(jié)果。這種診斷方法相對來說比較復雜，適用于產(chǎn)生復雜故障機電設備的故障診斷工作。

2.4 礦山機電設備故障無損壞檢測診斷方法

無損壞檢測診斷是在檢測過程中，對機電設備主體、零件、金屬材料之間的隱蔽部分進行的檢查，這種診斷方式主要運用超聲波、射線照相等先進技術，因此并不會對機電設備造成損傷。由于無損壞檢測診斷的運用需要花費大量的費用，因而在我國礦山機電設備故障診斷中鮮少有人運用。

2.5 礦山機電設備故障壓力診斷方法

壓力診斷法主要是通過傳感器，將機電設備運行中的各項參數(shù)傳遞給工作人員，由工作人員進行故障分析的一種診斷方法。這種方法不受環(huán)境和壓力的影響，能夠使工作人員進一步了解機電設備所處環(huán)境、溫度、運行壓力等，并具有快捷、精確等優(yōu)勢。

2.6 礦山機電設備故障診斷專家系統(tǒng)

故障診斷專家系統(tǒng)是一項先進的礦山機電設備故障診斷技術，適用于較為復雜的設備故障，能夠結(jié)合多種診斷技術，對故障進行系統(tǒng)、全面的診斷，為工作人員提供最為完整的診斷結(jié)果。

3 礦山機電設備故障診斷技術應用過程

在故障診斷技術的應用中，工作人員首先需要建立數(shù)學模型，以便能夠?qū)⒔酉聛硎占脑O備數(shù)據(jù)融入模型中，使機電設備實際運行情況得以清晰展現(xiàn)，令工作人員充分了解機電設備中各部分數(shù)據(jù)與故障之間的聯(lián)系，為診斷工作提供科學依據(jù)。

信息的采集是診斷工作中的重要內(nèi)容[3]。工作人員需要利用機電設備上的傳感器進行設備運行中各項數(shù)據(jù)的收集，所收集的數(shù)據(jù)會直接被儲存在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)貯存器中。隨后，工作人員應對收集到的數(shù)據(jù)進行整理分析，將無用的數(shù)據(jù)去除，有用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便于理解的內(nèi)容，并將所得結(jié)果與標準運行參數(shù)進行比較分析，了解設備實際運行情況，明確設備故障及其產(chǎn)生原因。

另外，工作人員還需要根據(jù)設備的分析結(jié)果對其使用壽命等方面進行預測，以便為今后的設備保養(yǎng)、維修工作提供參考依據(jù)。

4 礦山機電設備故障診斷技術的具體要求

4.1 遵循機電設備故障診斷原則

在礦山機電設備故障診斷技術的應用中，要求工作人員嚴格遵循機電設備的診斷原則。在故障診斷前，工作人員應遵循準確性原則，收集機電設備故障相關信息，根據(jù)礦山特性，選擇相適應的A/D采集模塊、傳感器等設備，以保證所收集信息的準確性。針對安全性要求較高的礦山，工作人員需要遵循“防水、防塵、耐高溫、抗干擾、防震”等原則，選擇符合要求的傳感器。

4.2 科學提取機電設備故障信號特征

要想準確判斷設備故障原因，必須要較好的識別出故障信號特征[4]。礦山這一地質(zhì)情況較為特殊，工作環(huán)境十分惡劣，機電設備故障信號特征相對微弱，因此，工作人員在運用故障診斷技術時，需要從設備的軸承與齒輪的剝落、斷齒、擦傷等較為明顯的故障開始診斷。再運用自適應提升小波分解算法與特征匹配準則提出信號特征[5]。同時，工作人員也可以運用初始雙正交濾波器組，對機電設備的提升算子、對偶算子等進行獲取，以構(gòu)建新的小波基函數(shù)，并運用預測期和更新器對原始信號進行預測更新運算，以獲取設備產(chǎn)生的高頻、低頻信號，確保自適應提升小波分解算法的實現(xiàn)。

4.3 故障診斷后的設備維修

故障信號特征對工作人員的故障診斷提供了充分的科學依據(jù)，有助于工作人員快速診斷出設備的故障原因。在經(jīng)過診斷后，工作人員需要對設備進行維修，維修工作可以分成四種方式。

第一種是預防性維修，即針對故障診斷過程中診斷出的故障預兆進行維修，以便將機電設備故障扼殺于萌芽狀態(tài)。第二種是周期性維修，需要工作人員根據(jù)診斷結(jié)構(gòu)，制定合理的周期，并按照周期對機電設備進行檢查和維修，實現(xiàn)對早期故障的有效控制。第三種是計劃性維修，工作人員通過對診斷結(jié)果的分析，預測設備可能發(fā)生故障的時間、內(nèi)容等，并根據(jù)這一時間實時檢查、維修，減少安全隱患。第四種是事后維修，是工作人員在故障發(fā)生后進行維修的方法，因工作人員已經(jīng)獲得故障診斷結(jié)果，因此維修工作效率能夠得以提升。

結(jié)論

礦山機電設備的運行情況與礦山工作安全有著重要聯(lián)系，一旦出現(xiàn)設備故障，不僅會給礦山企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟損失，同時也會嚴重威脅工作人員的人身安全，因此，要求相關技術人員科學運用機電設備故障診斷技術、明確技術運用過程和要求，以保證設備的安全穩(wěn)定運行，促進我國礦山開采事業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻

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[3]仇金剛.故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用探討[J].機電信息，2015，6（6）：97-98

[4]顏飛.礦山機電設備故障診斷技術分析研究[J].山東工業(yè)技術，2015，9（9）：67-68

[5]李艷婷.礦山機電設備維修中故障診斷技術的應用[J].技術與市場，2015，9（9）：86-87