淺析礦山機電設備維修中故障診斷技術的應用

史洪超

（中國平煤神馬集團一礦，河南 平頂山 467000）

隨著科學技術的不斷進步，礦山企業(yè)引進越來越多的機電設備，這些設備不僅機械功能全面，而且設備類型豐富，能夠滿足企業(yè)各個環(huán)節(jié)的生產需要，但是由于專業(yè)技術欠缺，設備的維護和檢修面臨巨大壓力。在礦山機電設備維修中，合理利用故障診斷技術不僅能夠提高設備得使用效率，而且能夠減少設備的運行與維修成本，同時能夠延長設備的使用壽命，很好的提高了礦山的管理水平，從而實現經濟效益最大化。

一、設備故障診斷技術概述

（一）故障診斷技術的概念。所謂的故障診斷技術，主要是一種防護措施，在不影響正常生產的情況下對設備的運行狀態(tài)進行查看，確保各項參數在合理范圍內。該技術一般是通過精密的儀器對設備運行狀態(tài)進行檢測，對參數值變化進行記錄，對運行頻率進行掌握，對設備的完整度進行查看和評估，針對存在的問題及時查找原因，并測定出零部件受損程度能夠維持設備的安全運行時間，從而給技術人員預留足夠的時間來尋找替代性的部件，避免出現停產情況影響企業(yè)正常生產。

（二）故障診斷技術的基本原理。設備故障主要是指機電設備的外在已經表現出不協(xié)調的運行狀態(tài)，這種狀態(tài)主要由于零部件受損、電流過大、操作不當以及設備超期超時運轉等原因引起，從而導致參數值超出了出廠設置。機電設備一旦出現故障，參數的變化會使設備的外表出現物理變化，這又被稱為特征參數。在特征參數中，機械系統(tǒng)故障狀態(tài)能夠被靈敏的反映出來，這被稱之為故障診斷的敏感因子，設備不能運行時敏感因子的值稱為閥值。技術人員不僅要關注設備表面的變化，更要關注參數值的變化。隨著故障嚴重程度的增加，特征參數會越來越大，故障問題影響著特征參數值的變化。設備故障問題能夠通過檢測出的特征參數進行判斷，精準確定故障部位后合理更換零部件，降低設備事故率，保障正常運轉。

二、礦山機電設備故障產生的原因

（一）設備的超負荷運轉。在機電設備出廠設置時，都會限制合理的輸出參數，當設備實際輸出的參數超過輸出限制后，會使設備出現機械故障，影響設備的正常運行狀態(tài)。在設備出現超負荷損壞后，技術人員需要及時修復設備磨損零部件，并合理調整設備的技術參數，使其保持在正常運行參數內。

（二）配合關系的變化。通過對大多數設備故障分析可知，這些故障均是由于零件原配關系產生變化或零件損傷引起的，零件損傷后尺寸無法滿足設備運行要求，設備整體性能產生較大變化，長期運行后出現嚴重的機電事故。而造成零部件常見損傷的主要原因是老化損傷和意外損傷。

（三）設備工作能力損耗。機電設備受機械內外的因素影響，上時間運行后綜合性能不斷損耗。主要原因是機件配合剛性下降，零部件的間隙出現變化。另外一些零部件出現老化和磨損，大幅增加了設備的摩擦系數，從而造成設備銜接運轉部位的熱量增大，負荷的部件發(fā)生了扭曲變形。

三、故障診斷技術在礦山機電設備維修中的應用

（一）壓力診斷法。該診斷法主要是針對電機故障，通過依靠現代化機械檢測軸承承受力、齒輪轉動率等機電設備的傳輸參數。在傳輸過程中，傳感器能夠把參數轉換為數字形式，使維修人員能夠對備的參數變化一目了然。在煤礦復雜的作業(yè)環(huán)境下，壓力診斷法能夠保持正常的運行狀態(tài)，其不僅可以檢測機電設備中的運行參數，而且可以檢測機械溫度、周圍環(huán)境變化、設備運行壓力等，給正常生產提供數據支撐。

（二）智能診斷技術。智能診斷技術一般包括灰色系統(tǒng)診斷法、神經網絡系統(tǒng)診斷法以及專家系統(tǒng)診斷法等，其通過系統(tǒng)控制模擬人腦特征，從而實現對故障信息的獲取的分析，并根據故障情況向主機傳遞故障處理意見，實現故障診斷、分析和處理一體化。目前煤礦企業(yè)常用的是神經網絡系統(tǒng)診斷法，能夠發(fā)現極其復雜和隱蔽的機電設備故障。傳統(tǒng)的診斷方法不僅費時費力，而且存在診斷誤差，無法準確診斷出故障的位置和程度。而專家系統(tǒng)診斷法作為解決設備故障的一種新型診斷方法，則是依靠廣泛收集的各個領域機電技術和處理經驗，模擬出專家的思維過程，在短時間內分析故障原因，并給出診斷結論和維護建議，及時更換損壞部件，解決故障問題。

（三）參考故障歷史記錄診斷法。該方法是主要根據礦山機電設備的系統(tǒng)組成原理，從出現的明顯的故障著手，分析排查局部故障的所有依賴性元器件和系統(tǒng)，并依次找出故障的癥結。 礦山機電設備使用維護手冊就是通過參考故障歷史記錄診斷法構成，在礦山機電設備發(fā)生故障后，對故障產生的過程進行細致排查可以得出最終診斷結論，將這些結論有效地集中歸納后，便可以形成一個故障診斷集。當再次出現相同的故障現象后，便可通過查找上次的診斷路徑對故障進行診斷和處理。這種方法純粹地依賴歷史診斷經驗，優(yōu)點是在故障現象相同的情況下能夠比較快捷地定位。

（四）儀器診斷技術。儀器診斷技術是根據機電設備的液壓系統(tǒng)的一些內部參數的控制，如壓力、溫度、振動、泄漏、執(zhí)行部件的速度、力矩等，再通過儀器的顯示或計算機運算從而得出判斷結果。診斷儀器主要有以下三種：通用型、專用型、綜合型。這種技術的發(fā)展方向主要是非接觸式、便攜式、多功能和智能化。

四、結束語

綜上所述，故障診斷技術在礦山生產管理中發(fā)揮著至關重要的作用，其不僅能夠提高礦山機電設備的維修效率，而且能夠延長礦山機電設備的使用壽命，為企業(yè)發(fā)展提供安全保障。技術人員要不斷地發(fā)展和完善礦山機電設備故障診斷技術，提高處理故障的水平，從而保障礦山機電設備的安全和穩(wěn)定運行，促進煤炭企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。