摘 要：儀器診斷、智能系統(tǒng)診斷、數(shù)學(xué)模型診斷和主觀診斷是目前主要的礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)。在機(jī)電設(shè)備故障診斷中，需要合理構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，采集設(shè)備信息，處理分析信息，診斷故障，從而確保礦山機(jī)電設(shè)備正常運(yùn)行，提高機(jī)電設(shè)備利用率，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：礦山 機(jī)電設(shè)備 故障診斷

中圖分類號(hào)：TD407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）09（a）-0069-01

隨著使用年限的增長(zhǎng)，礦山機(jī)電設(shè)備不斷磨損老化，出現(xiàn)故障的概率逐漸變大。為了確保礦山生產(chǎn)安全，就必須采用科學(xué)合理的故障診斷技術(shù)對(duì)礦山機(jī)電設(shè)備進(jìn)行分析、評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決機(jī)電設(shè)備中存在的故障。

1 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)分類

1.1 儀器診斷

礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷中的儀器診斷技術(shù)，運(yùn)用儀器將機(jī)電設(shè)備液壓系統(tǒng)的壓力、力矩、泄漏、溫度等內(nèi)部參數(shù)顯示出來(lái)，在通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬運(yùn)算，評(píng)估機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行情況，并找出存在的問(wèn)題。通常，礦山機(jī)電設(shè)備的診斷儀器主要用通用型儀器、專用型儀器和綜合型儀器。隨著科技的不斷進(jìn)步，儀器診斷技術(shù)不斷朝著智能化、多功能、便攜式、非接觸式等方向發(fā)展，在礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

1.2 智能系統(tǒng)診斷

礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷中的智能系統(tǒng)診斷技術(shù)，運(yùn)用模擬人腦特征的系統(tǒng)，獲取、分析、處理、利用機(jī)電設(shè)備故障信息，并按照系統(tǒng)中已有的診斷方案對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行評(píng)估。常用的智能診斷技術(shù)主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)診斷法、專家系統(tǒng)診斷法、灰色系統(tǒng)診斷法和模糊診斷法等。智能系統(tǒng)診斷技術(shù)能夠有效地促進(jìn)礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷的智能化、自動(dòng)化，在銅礦、煤礦等礦山機(jī)電設(shè)備的故障診斷中應(yīng)用廣泛。

1.3 數(shù)學(xué)模型診斷

礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷中的數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)，通過(guò)測(cè)量機(jī)電設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備的特征值，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析、處理這些數(shù)據(jù)，診斷故障源部分。數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)的實(shí)質(zhì)就是以數(shù)學(xué)建模處理和信號(hào)處理為基礎(chǔ)，利用動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)與傳感技術(shù)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

1.4 主觀診斷

礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷中的主觀診斷技術(shù)，指的是機(jī)電維修人員根據(jù)自身在維修方面的經(jīng)驗(yàn)，借助簡(jiǎn)單的維修儀器對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行評(píng)估、診斷的技術(shù)。主觀診斷技術(shù)具有快速、方便的優(yōu)點(diǎn)，但是也具有可靠性低的缺點(diǎn)。通常，主觀診斷技術(shù)主要包括故障樹(shù)分析法、堵截法、邏輯分析法、參數(shù)測(cè)量法、直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法等。

故障樹(shù)分析法是通過(guò)做出系統(tǒng)的故障樹(shù)邏輯結(jié)構(gòu)圖，故障樹(shù)下方的底事件是導(dǎo)致機(jī)電設(shè)備故障的基本事件，故障樹(shù)上方的頂事件是機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)故障事件，在分析各元件的故障率數(shù)據(jù)后，確定系統(tǒng)故障。故障樹(shù)分析法適用于較復(fù)雜的、大型的機(jī)電設(shè)備故障預(yù)測(cè)、診斷。堵截法是根據(jù)機(jī)電設(shè)備液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和故障現(xiàn)象，合理選擇堵截點(diǎn)，觀察液壓系統(tǒng)流量、壓力的變化情況，進(jìn)而診斷出故障點(diǎn)。邏輯分析法是綜合分析機(jī)電設(shè)備的故障顯性現(xiàn)象和邏輯關(guān)系，判斷機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生的部位與原因，從而確定相應(yīng)的解讀辦法。參數(shù)測(cè)量法是指測(cè)量機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)回路中各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的工作參數(shù)，將其和系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的參數(shù)值進(jìn)行比較，分析、判斷參數(shù)是否合理，從而診斷機(jī)電設(shè)備是否存在故障。直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法指的是維修人員根據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)，判斷機(jī)電設(shè)備是否存在故障的檢測(cè)方法。直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)法能夠即時(shí)的解決一些容易處理的機(jī)電設(shè)備故障，然而可靠性相對(duì)較低。

2 礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷步驟

提高機(jī)電設(shè)備的利用率，是機(jī)電設(shè)備故障診斷的主要目的。通常，礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷包括構(gòu)建數(shù)學(xué)模型、采集設(shè)備信息、處理分析信息、診斷故障等步驟。

首先，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。礦山機(jī)電設(shè)備在日常運(yùn)行中會(huì)存在較多的參數(shù)與數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能夠反映出機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的基本狀況，是診斷機(jī)電設(shè)備故障的重要依據(jù)。因此，要科學(xué)合理地診斷機(jī)電設(shè)備故障，就必須構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以便于分析機(jī)電設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)、數(shù)據(jù)，評(píng)估機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，診斷是否存在故障以及故障發(fā)生的具體部位。其次，采集設(shè)備信息。通過(guò)準(zhǔn)確地測(cè)量機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時(shí)的參數(shù)與數(shù)據(jù)，采集故障診斷所需要的相關(guān)信息。一般數(shù)據(jù)信息的采集是通過(guò)安裝在機(jī)電設(shè)備上的傳感器針，收集機(jī)電設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)，再由傳感器將相關(guān)信號(hào)信息傳送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。第三，處理分析信息。在收集到相關(guān)的機(jī)電設(shè)備信息后，就可以開(kāi)展信息處理、分析工作了。將收集到的各項(xiàng)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行信息和標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，從而評(píng)估機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，分析機(jī)電設(shè)備是否存在故障以及導(dǎo)致故障的原因。最后，診斷故障。在數(shù)據(jù)信息處理分析的基礎(chǔ)上，確定機(jī)電設(shè)備的故障情況和機(jī)電設(shè)備使用壽命等，為后續(xù)的機(jī)電設(shè)備日常保養(yǎng)和故障維修工作提供必要的依據(jù)。

3 故障診斷技術(shù)的具體應(yīng)用

故障診斷技術(shù)在礦上機(jī)電設(shè)備故障診斷中的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：礦井提升機(jī)故障診斷、通風(fēng)機(jī)故障診斷、采礦機(jī)故障診斷以及高壓異步電動(dòng)機(jī)故障診斷等。

首先，礦井提升機(jī)故障診斷。礦井提升機(jī)主要用于員工、物質(zhì)的升降，是礦井運(yùn)輸、生產(chǎn)的重要機(jī)電設(shè)備。松繩現(xiàn)象是常見(jiàn)的提升機(jī)設(shè)備故障，對(duì)安全生產(chǎn)造成了嚴(yán)重危害。在針對(duì)此問(wèn)題，可以采用簡(jiǎn)單易行的松繩監(jiān)測(cè)裝置對(duì)提升機(jī)進(jìn)行故障檢測(cè)，判斷提升機(jī)是否存在潛在的松繩隱患。其次，通風(fēng)機(jī)故障診斷。通風(fēng)機(jī)故障診斷主要是通過(guò)檢測(cè)機(jī)進(jìn)行的。第三，采礦機(jī)故障診斷。采礦機(jī)故障診斷系統(tǒng)主要包括變頻器通信設(shè)備、工況故障檢測(cè)診斷裝置、綜合檢測(cè)診斷故障設(shè)備。通過(guò)采礦機(jī)故障診斷系統(tǒng)，收集采礦機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、數(shù)據(jù)，處理分析相關(guān)信息，并與標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行對(duì)照，診斷采礦機(jī)是否存在故障以及故障的發(fā)生部位。最后，高壓異步電動(dòng)機(jī)故障診斷。高壓異步電動(dòng)機(jī)在礦上的生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用，在高壓異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中，常常會(huì)由于機(jī)械損傷、絕緣老化等原因?qū)е赂邏寒惒诫妱?dòng)機(jī)“帶病”工作，給礦山安全生產(chǎn)帶來(lái)了潛在的隱患。因此，加強(qiáng)高壓異步電動(dòng)機(jī)故障診斷是非常重要的。常用的高壓異步電動(dòng)機(jī)診斷方法包括：局部放電檢測(cè)、電流高次諧波檢測(cè)、磁通檢測(cè)等。而參數(shù)識(shí)別、模式識(shí)別、信號(hào)處理等是高壓電動(dòng)機(jī)故障特征提取的常用方法。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)和保養(yǎng)等方面發(fā)揮著重要的作用，對(duì)確保礦山安全生產(chǎn)，提高礦山經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益等有著極大的意義。因此，合理運(yùn)用礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)是非常必要的。在實(shí)際的生產(chǎn)中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，靈活運(yùn)用儀器診斷、智能系統(tǒng)診斷、數(shù)學(xué)模型診斷和主觀診斷等機(jī)電設(shè)備診斷技術(shù)，及時(shí)有效地排除潛在的安全隱患，促進(jìn)礦山生產(chǎn)的合理、有序開(kāi)展。

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