王璟珵

摘 要：礦山機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)出現(xiàn)多種故障，影響因素眾多。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)同樣有了長足的進(jìn)步，有效減少了因機(jī)電設(shè)備故障而導(dǎo)致的生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，給煤礦的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)和人員安全提供了強(qiáng)有力的保證。機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的運(yùn)用，對于設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性有重要意義，該文對機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的基本原理和集中常見礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)進(jìn)行了簡單的論述。

關(guān)鍵詞：礦山機(jī)電設(shè)備 故障診斷 技術(shù)分析

中圖分類號：TD6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0038-02

1 故障診斷技術(shù)的基本原理

隨著礦山機(jī)電設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)備故障的種類隨之增多，就需要故障診斷工作人員結(jié)合實(shí)際情況，綜合運(yùn)用診斷技術(shù)和設(shè)備。礦山設(shè)備診斷技術(shù)的基本原理如下。

（1）建立數(shù)學(xué)模型：通過在機(jī)電設(shè)備各個(gè)關(guān)鍵部位安裝的數(shù)據(jù)傳感裝置，對設(shè)備在正常運(yùn)行過程中各部件的各項(xiàng)參數(shù)（溫度、噪聲、位置、轉(zhuǎn)速）進(jìn)行收集工作，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示過程中，出現(xiàn)故障部位的數(shù)據(jù)就會(huì)顯示異常，從而判斷出出現(xiàn)問題的部位和類型。

（2）故障診斷工作是基于多種采集數(shù)據(jù)的綜合分析來完成的，需要將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)錄入到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行類型的判別工作。

（3）計(jì)算機(jī)對數(shù)據(jù)完成模型的建立工作，通過技術(shù)人員運(yùn)用專業(yè)知識進(jìn)行分析，對故障進(jìn)行診斷并對故障嚴(yán)重性進(jìn)行評估。

（4）將以上的操作經(jīng)過信息轉(zhuǎn)化，變成大眾可以識別的信息，制定故障處理方案。

2 礦山機(jī)電設(shè)備故障常見診斷技術(shù)

2.1 主觀診斷技術(shù)

所謂的主觀診斷技術(shù)就是操作人員憑借自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對礦山機(jī)電設(shè)備故障的類型和成因進(jìn)行主觀判斷，該診斷技術(shù)對于操作人員的技術(shù)水平和工作經(jīng)驗(yàn)方面的要求相對較高。在進(jìn)行機(jī)電設(shè)備故障診斷過程中，操作人員可以利用自身便利（如，視覺所看、嗅覺所聞），快速準(zhǔn)確地對故障的成因進(jìn)行判斷。在機(jī)電設(shè)備故障超出工作人員直觀判斷的范疇時(shí)，技術(shù)人員需要一些機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行輔助診斷，但是輔助設(shè)備只起到提供單一的檢測數(shù)據(jù)的作用，仍舊以操作人員的主觀判斷為主導(dǎo)。主觀判斷診斷技術(shù)的適用性較廣，在所有類型的機(jī)電設(shè)備故障診斷工作中均可應(yīng)用，但是因其對操作人員的主觀判斷和分析依賴性較強(qiáng)，比較容易受到操作人員情緒、態(tài)度等因素的影響，其準(zhǔn)確性和可靠性相對較低。

2.2 儀器診斷技術(shù)

儀器檢測就是利用能夠檢測某一方面數(shù)據(jù)的儀器（比如，電流互感器、高頻檢測器），對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的檢測，將故障狀態(tài)設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)與正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比、分析，從而完成機(jī)電設(shè)備故障的診斷，制定相應(yīng)的處理措施。一般儀器檢測的數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確度，因此在礦上開采機(jī)電設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用十分廣泛。

2.3 數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)

以數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)及概率數(shù)據(jù)分析知識為基礎(chǔ)，綜合動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)和傳感器技術(shù)，發(fā)展而來的數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)，這種技術(shù)是目前礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷工作中應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)，因?yàn)閿?shù)學(xué)模型診斷技術(shù)兼具了使用便捷和檢測數(shù)據(jù)精確兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，此外，數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)能夠完成對機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，是發(fā)展機(jī)電設(shè)備智能化管理的重要基礎(chǔ)，能夠大量減少人員勞動(dòng)力，提高工作效率。在數(shù)學(xué)模型診斷技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要注意的就是模型的建立必須和礦山的生產(chǎn)實(shí)際情況相符合，相關(guān)數(shù)據(jù)無較大出入，一旦模型的建立和礦山生產(chǎn)實(shí)際脫離，會(huì)給診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性帶來嚴(yán)重的影響，甚至出現(xiàn)診斷錯(cuò)誤的狀況。

2.4 智能診斷技術(shù)

智能診斷技術(shù)是綜合傳感器技術(shù)、人腦模擬技術(shù)等實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備故障的智能檢測、智能分析，從而得出診斷結(jié)論的一項(xiàng)技術(shù)，根據(jù)診斷結(jié)論采取相應(yīng)的處理措施。智能診斷技術(shù)的難點(diǎn)就是建立礦山機(jī)電設(shè)備故障特征數(shù)據(jù)庫，難點(diǎn)同時(shí)又是重點(diǎn)，數(shù)據(jù)庫的建立能夠使機(jī)電設(shè)備的診斷工作最大程度地實(shí)現(xiàn)簡單便捷化，故障出現(xiàn)時(shí)，只需要將故障狀態(tài)的各項(xiàng)參數(shù)信息和數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，存在差異的數(shù)據(jù)項(xiàng)即為故障所在，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)判斷出故障的類型和產(chǎn)生故障的原因。當(dāng)下智能診斷技術(shù)還處于發(fā)展階段，各項(xiàng)技術(shù)水平還有較大的提升空間，在礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷中應(yīng)用較多的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)。

3 機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)在礦山機(jī)電設(shè)備中的應(yīng)用

礦山在開采生產(chǎn)過程中涉及的機(jī)械設(shè)備數(shù)量是相當(dāng)龐大的，在將機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)應(yīng)用到礦山機(jī)械設(shè)備中前，就必須對機(jī)械設(shè)備的特性、操作等有較為全面且深刻的了解，同時(shí)對診斷設(shè)備的應(yīng)用特征、診斷技術(shù)原理有很好的掌控。

3.1 采煤機(jī)故障診斷技術(shù)

采煤機(jī)中電氣設(shè)備故障診斷的應(yīng)用主要表現(xiàn)在變頻器通信模塊和設(shè)備故障診斷模塊。變頻器通信模塊能夠在第一時(shí)間內(nèi)將采煤機(jī)運(yùn)作過程中的各項(xiàng)參數(shù)在顯示屏中顯示出來，其中包括采煤機(jī)運(yùn)作過程中的電流、變頻器的電壓、運(yùn)作的速率等等，操作人員可以在第一時(shí)間內(nèi)了解到采煤機(jī)各個(gè)部位運(yùn)作的狀況，進(jìn)而采取相應(yīng)的處理措施。變頻器的功能主要有過載保護(hù)、額定電壓保護(hù)、額定電流保護(hù)等。電氣設(shè)備診斷模塊通過鏈接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)⒊霈F(xiàn)故障的采煤機(jī)的信息數(shù)據(jù)等傳送至顯示屏幕，技術(shù)人員可以通過顯示屏幕中的畫面對設(shè)備故障進(jìn)行精準(zhǔn)的位置判斷和原因分析，從而有針對性地制定故障解決方案措施，大大提高了故障排除的效率，進(jìn)而為煤炭的生產(chǎn)開采活動(dòng)提供強(qiáng)有力的保證。

3.2 電動(dòng)機(jī)故障診斷

礦上電氣設(shè)備中電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障的類型相對較多，其中最為常見的故障類型有放電故障和繞組故障兩大類。對于放電故障，較為常見的診斷工具為電流互感器和高頻檢測器，結(jié)合以往電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障頻率的特征，對電動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行測定后，和正常運(yùn)行狀態(tài)下的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行對比比較，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后制定有針對性的處理措施。電動(dòng)機(jī)短路故障的診斷，結(jié)合以往故障出現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)電流短時(shí)間內(nèi)大幅度升高的現(xiàn)象，技術(shù)人員要根據(jù)電流數(shù)值的不同，對電動(dòng)機(jī)故障原因和故障等級進(jìn)行詳細(xì)的判定（因?yàn)殡娏魃叻鹊牟煌?，?dǎo)致故障出現(xiàn)的原因可能存在差異）。在遇到斷相故障時(shí)，操作人員需要參考零序電流和負(fù)序電流的具體參數(shù)值進(jìn)行分析和判定，以分析和判定的結(jié)果制定相應(yīng)的故障排除措施。

3.3 提升機(jī)故障診斷技術(shù)

礦山作業(yè)中提升機(jī)出現(xiàn)的故障一般是松繩故障，而且松繩故障在礦山提升機(jī)使用中較為常見。提升機(jī)鋼絲繩在使用過程中，技術(shù)人員要對其進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、觀測，對于鋼絲繩在正常狀態(tài)下的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)工作，在實(shí)時(shí)觀測中若出現(xiàn)個(gè)別參數(shù)數(shù)據(jù)異常（與正常使用過程中的參數(shù)進(jìn)行比較，數(shù)值差到達(dá)一定數(shù)值）時(shí)，及時(shí)進(jìn)行檢修工作，對故障進(jìn)行排查工作，此外鋼絲繩的檢測裝置需要具備報(bào)警功能，某一項(xiàng)或幾項(xiàng)參數(shù)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，能夠?qū)?bào)警信息傳送到控制中心，同時(shí)應(yīng)該將監(jiān)控裝置和鋼絲繩的微調(diào)裝置進(jìn)行連接，設(shè)定自動(dòng)調(diào)整程序（設(shè)定某一項(xiàng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，如：鋼絲繩的松緊度，提升機(jī)裝置通過自動(dòng)調(diào)整，改變鋼絲繩的松緊程度），實(shí)現(xiàn)故障的自行排除。

4 結(jié)語

礦山機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況與礦山安全生產(chǎn)關(guān)聯(lián)緊密，因此，礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)是礦山技術(shù)工作者的重要研究課題?，F(xiàn)階段我國礦山機(jī)電故障診斷技術(shù)仍有較大提升空間，要加大對礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷技術(shù)的人力、物力、財(cái)力的投入，積極研發(fā)更加全面的診斷技術(shù)，應(yīng)用于礦山實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中，給礦山的安全生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，減少因設(shè)備故障的發(fā)生或未得到及時(shí)的解決而造成的經(jīng)濟(jì)損失，為礦山經(jīng)營創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)增加礦山工作者的安全保證，實(shí)現(xiàn)礦山各項(xiàng)技術(shù)全面發(fā)展，邁上新的高度。

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