矿山机电设备的故障诊断技术研究

河池市北山矿业发展有限责任公司安全环保科 陈贵荣

1.引言

近年来，矿山企业的效益蒸蒸日上，与之相应的故障诊断技术也迅速发展，在矿山机械中得到了较好的应用，该技术以信号处理技术、传感器技术以及计算机技术为基础，首先在一些工业比较发达的国家得到应用。在中国，由于技术限制很多的矿山设备需要从国外进口，这些设备只有在正常运转的前提下才能实现矿山的高产，所以，其故障诊断和维修技术的重要性是不言而喻的，否则，就算是购买到最先进的设备也无法发挥出它应有的效用。目前，计划经济体制模式是我国对待矿山设备故障处理的主要模式，其中，有很多环节已经不再适应市场的需求了，亟待改革和创新。对于故障诊断技术来说，应该结合实际情况，积极学习西方先进的技术和经验，提高管理的水平。

2.矿山机电设备故障诊断与传统维修的差异

对于矿山机电设备的故障诊断，需要使用较为先进的相关技术，分析运行中的设备当前所处的状态，有效对其今后的运行情况进行预测，同时，对设备整体和各个局部的情况都应该有非常清晰的掌握。这些故障诊断技术能够在设备还没有发生故障的阶段，对它可能发生的故障进行早期的预警，判断出可能故障的产生原因和部位，评估该故障造成的各种危险和后果以及它可能的发展趋势，为维修人员提供有力的参考，以便他们能够在较短的时间内找到故障点，有针对性的进行故障排除。

而传统意义上的机电设备维修通常包括三种形式：

(1)被动式的维修，也即是当设备的故障已经明显化，并且造成设备无法正常运行时采取的治理措施，由于这种情况是事先没有准备的，相对来说，其维修的质量和效率都比较低；

(2)定期维修，是指在工作中制定相应的维修计划，该计划设定相应的维修周期，是一种非常机械化的检测方法，到期就对设备进行检修，而不关乎设备的状态如何，这种维修模式难以对偶然事件引起的设备故障进行防范，重复检修的现象也非常严重；

(3)计划性状态检修，这种检修技术是随着监测技术的发展而产生的，通过在线检测以及诊断装置，记录设备的故障状态和维修时间以及内容，并且将这些数据通过计算机的特殊处理，对设备的故障进行预测，保证在故障发生前就已经制定好相应的故障解决办法，从而消除隐患[1]。

3.矿山机电设备故障产生的主要原因分析

对矿山机电设备出现故障的原因进行分析，大致有以下三点：

(1)各零件的配合关系发生改变，这种情况十分普遍，对设备发生故障的部位进行观察，会注意到零件的损伤和各个零件之间原有的配合关系遭到破坏是故障形成的原因。零件的损伤包括：原有的形态和尺寸发生变化，原有的设计性能发生变化，偏离和设计值，是由于在使用设备的过程中，零件会受到来自各方的作用力，各种因素的综合作用，同时，随着时间的推移，老化作用越来越明显，也经常引起零件失去原有的性能。

(2)设备长时间处于超负荷运转的状态，在制造矿山机电设备的过程中，都会对它们的输出参数进行极限值的设计，设备只有运行在极限值内才能保持良好的状态；一旦输出参数超过极限值，正常状态就会遭到破坏，长期运行于超负荷状态，设备当然会出现故障，此时，有必要调整设备的技术参数，并且对设备采取相应的修复措施。

(3)设备使用年数过长，工作能力下降，在机械设备内外因素的共同作用下，长时间的使用之后，其综合能力必然会下降。这主要是由于机件的配合刚性会随着时间的推移而不断下降，其间隙也会增大，老化和磨损的现象越来越严重，造成大量发热现象，使得关键部位的联接发生扭曲等。

4.矿山机电设备故障诊断的关键技术

4.1 矿山机电设备故障诊断技术概述

在矿山设备运行过程中，很多部件会发生物理化学方面的变化，如：温度上升，电流电压以及功率发生变化，造成设备在形态上发生改变。通过对设备参数变化的分析了解设备的运行情况，判断出设备是否发生故障，如果出现异常，及时找到异常发生的具体部位，采取科学措施应对故障，这就是设备故障诊断技术。

在设备的故障诊断中，信息的采集是关键的一步，实际操作中，可以通过人为的看听摸进行判断，也可以利用相关设备采集状态数据，如：运行设备的振动信号，温度变化信号等，然后对这些信号进行分析，判断是否发生故障；现场观察也是常用的方法之一，比如，通过观察电机运转的响声和现场测量其轴承的温度变化，预测其可能的故障，观察螺栓和螺帽是否存在松动的现象，油液是否发生泄漏等对机械的零部件是否受损进行判断。

4.2 矿山机电设备故障诊断技术分类

迄今为止，矿山机电设备的故障诊断技术种类较多，由于矿山工作的特殊性，这些设备面临的工作环境不仅是振动和冲击矿物粉尘，而且工作空间小，维修起来难度较大，综合考虑这些因素，更应该合理的选择检测仪器，应该根据具体的环境和设备运行情况，有针对性的选取处理方案，其中，较为常用的方案有以下几种。

（1）温度诊断。很多机电设备发生故障最为明显的现象就是温度出现异常，很多受到损伤的零件在设备故障发生之前就会出现温度上升的现象。相关的工作人员将各种不同零件的工作温度进行汇总，制成图表的形式，在工作中就可以根据图表中温度的变化对零件是否发生故障进行判断。

（2）振动监测。这种方法主要用于预防性监测，包括简易诊断仪和精密诊断系统两种。前者一般采取便携式振动仪的形式，采集设备运行的振动信号，并将其适当放大，判断故障是否存在；后者是对设备进行定期的检测，使用显示装置以及控制器，将机电设备的振动信号数据输入到计算机中，对故障进行判断，找到相应的故障部位[3]。

（3）铁谱分析。该技术在矿山机电设备的故障诊断中具有非常明显的优越性。常见的铁谱分析仪是颗料定量仪，运行的基本原理为：在电机的运行磁场中注入带有磨屑的润滑油，之后将磨屑吸出，依据磨屑的大小顺序制作成谱片，从而判断设备的运行情况。

5.结语

总之，矿山机电设备的故障诊断技术是一门综合性的技术，交叉运行了多个学科，在中国的发展起步较晚，它在机电设备的保养和维修方面起到了积极的作用，可以为维修人员的维修提供有价值的参考，及时的排除故障，延长设备的使用寿命，从而为矿山的稳定生产和实现高效益提供保障，矿山领导和相关的技术人员应该重视该项技术。

[1]郭洪刚.矿山机电设备故障诊断技术探讨[J].工艺与技术,2011(24).

[2]车明福.浅析故障诊断技术在矿山机电设备的应用[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(12).

[3]杨帆.关于矿井提升机故障诊断技术的研究[J].中小企业管理与科技,2011(5).