浅谈煤矿机电设备故障诊断技术

朱锋

摘 要：社会经济的发展促进了机电设备技术的不断提高。机电设备是矿山生产中的主要生产设备，其是否安全直接关系到整个生产的正常进行。随着机电设备使用时间的增长，通常会出现一些故障，这些故障会导致生产暂停。所以为了能够保证矿山生产的正确运行，应该做好机电设备故障诊断工作，文章就针对当前机电设备故障诊断技术进行了分析和探讨，希望能够保证矿山的正常生产。

关键词：矿山机电设备；故障诊断；技术研究

引言

我国矿产资源十分丰富，对我国经济的发展起到了重大作用。特别是近几年，矿山企业更是发展迅速。当前的机电设备是矿山生产中十分重要的部分，一旦设备出现问题则会影响到正常的矿山生产，所以必须加强设备的故障诊断。当前经常使用的故障诊断技术主要有信号处理技术、计算机应用技术以及传感器技术。虽然我国机电设备故障诊断技术已经得到了发展，但是仍然不能满足当前的需要，还需要从外国引进技术，所以为了能够进一步提高当前故障诊断技术，需要相关人员能够深入研究。传统的计划经济体制已经不能满足当前矿山企业故障处理的需要，其中很多部分都和当前市场经济发展的需要不一致，为了能够促进我国矿山企业的发展，需要对体制进行改革。就当前的故障诊断技术，在自身不断深入研究的技术上还应该借鉴外国的先进经验。

1 矿山机电设备常出现的故障及其原因分析

1.1 矿井机电设备常出现的故障

1.1.1 供电系统故障。通常來说，当前的矿井深度一般都在五百米左右，最深的时候达到了一千米，当前使用的方式主要有接力式和水平提拉式两种，这两种方式在使用的过程中都会存在着供电线路长、供电负荷量大，供电网络复杂等特点。此外，如果矿井的深度过深，那么就会增加瓦斯的含量，进而使得监测结果不符合要求，所以我们应该加强对矿井内部安全监测。

1.1.2 排水系统问题。为了方便施工，应该采取矿井排水，在具体排水的过程中容易出现效率低下、设备性能差等问题，此外，如果不提高机电设备的使用技术和增加资金投入，就可能导致安全问题，威胁到工作人员的安全。而且，当前的矿山企业为了能够提高排水量，往往增加很多排水泵，这给设备故障诊断工作造成很多不便。

1.1.3 通风系统问题。为了保证矿井内部的空气流通，通常会设置很多的通风网，这就给机电设备造成很多的负荷，随着使用时间的增长可能会影响设备的正常运行。

1.1.4 提升系统问题。提升系统是矿井工作人员的主要工作，该系统通常都是由很多部件构成的。目前提升系统会出现设备零件老化、保护装置灵敏度降低等问题，特别是随着使用时间增长，提升系统的制动、保险等会有失灵的情况。

1.2 矿山机电设备出现的故障原因分析

1.2.1 零件损伤造成配合关系的变化。机电设备能够正常运转全靠各个零件之间的相互配合。随着使用时间的增长，零件会受到破损，使得零件之间的配合关系发生了变化，这也是机电设备发生故障的一个重要原因。在实际工作的过程中零件损失的表现为零件的尺寸发生了变化、性能发生变化、零件之间的磨合发生变化。这些问题都是由于设备在使用的过程中，零件在各方压力的作用下会出现磨损，老化程度也明显增强，使得零件和最初的状态发生偏离。

1.2.2 设备超负荷运转。在实际生产的过程中，机电设备长期处在超负荷运转的情况，这虽然在一定程度上提高了生产的效率，但是对设备则会产生损害，随着超负荷运转时间的增长，很难保证设备在正常状态下运行。在使用机电设备的时候需要输入运转极限值，最好是保持在设备能够承受的范围内，否则设备会容易出现故障，影响设备的正常使用。

1.2.3 由于机电设备是矿产企业生产的主要设备，存在着工作强度大、负荷多、工作时间长、设备损坏大等问题，随着使用时间的增长，机器设备零件的磨损程度大、使得整个机电设备发生故障率增多，导致机电设备工作效率下降。

2 故障诊断技术的基本原理

2.1 数学模型的建立

通过建立数学模式，能够更好地对设备的正常运行参数和故障时的参数进行比对，对故障进行实时的诊断，这种参数在建立的时候要保证对应关系，对设备运行情况进行监测，同时也能对计算机系统进行充分利用。

机电设备故障诊断依据指的是设备处在运行状态时各种物理及化学的改变，例如温度、压力、电流、功率等。上述数据信息的改变可反映机电设备的运行状态。通常来讲，矿井机电设备的机械诊断是参照该类信息变化规律的具体情况进行分析和比较，确定设备故障的性质及具体的位置，帮助设备维护人员制定维修策略。同时，更能弥补计划维修所无法有效克服的失修不足的问题，提升各个零部件的利用效率，以便保证机电设备安全、稳定的运行。

2.2 信息采集技术

一般来说，信息采集主要采用听、摸、闻等方式，或是利用各种传感器测定机电设备的运行温度、速度、压力等指标。同时把设备运行状态下的各物理量及化学量的变化信息传达给设备监测人员，以诊断出机电设备是否处在合理的运行状态之下。

2.2.1 直接观察。在机电设备运行过程中，经常性地通过直接观察法来诊断设备的运行状态。一般根据以往的工作经验加以判断。例如：温度、振动情况等都可作为机电设备运行状态的诊断依据。如果机电设备已被损坏，那么常常会发生松动、变形、动作失常等现象。另外，也可通过应用先进的仪器对设备外观进行检测，以确保机电设备安全且稳定地运行。

2.2.2 性能检测。机电设备整体性检测手段是分析和比较设备输入与输出的变化规律。通常，机电设备的输入与输出存在一定的关联。若输入量保持不变，输出不变或是偏低，必须增加输入量，这足以证明此时机电设备的运行效率大大降低了。判定机电设备整体性的高低可依据电流、电压、温度等指标。

2.3 分析与识别技术

对信息传感器采集的数据要进行分析和识别，这样能够更好地通过分析和识别掌握到需要的信息，同时也能对设备的参数情况进行比较，对设备的运行状况能够进行判断，同时也能对故障进行掌握，因此，也能及时进行解决。

2.4 信息处理技术

信息处理技术就是将采集到的信息进行分类和处理，这样能够对有价值的信息进行转换，通过转换成为人或者是计算机能够识别的语言，实现信息采集的目的，对设备状态进行更好的掌握。

3 矿山机电设备常见故障诊断类型

3.1 事后维护检修诊断

设备故障已经导致了一系列不良后果以后才被发现，这种检修和维护不是主动进行的，通常不能起到实质性的作用。而且，因为机电设备已经遭受严重损坏通常只能依靠经验推测故障原因。

3.2 有计划地定期维修

根据自身的经验积累制定出定期的机电设备检修计划，无论设备正常与否都要进行检修和维护，但是这种检修方式对于偶然发生的事故应急处理没有预防措施。

3.3 计划性状态检修

为避免以上2种检修方式的弊端，加之现代设备监测技术日益发展完备，在线检测和诊断装置可以详细记录设备运作时的状态、设备维修时间和内容，将这些数据输入计算机进行分析处理，从而可以准确预测设备故障。

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

随着机电设备使用时间的增长，由于一些零件发生了变化就可能出现温度上升，电流、功率发生变化，这些变化成为了工作人员判断设备故障的重要依据。通过机电设备相关参数的变化来了解设备在运行过程中的具体情况，并判断出是否发生了故障，一旦发现某些零件出现了异常，应该尽快找到异常的位置，并采取一些措施来解决，保证设备能够正常运转。在判断机电设备故障时需要采集相关的数据，例如零件温度的数值变化、运行中设备的振动情况等，通过对这些数据进行系统整合，并通过工作人员的观察进行判断，判断出机电设备是否出现了故障。除了上述方法，对机电设备进行仔细的观察也是一种常用方法。例如通过机电设备中的运转响声以及轴承的温度变化等都可能预测出设备是否出现故障，故障点在哪里，尽快地采取科学措施解决故障。

4.2 矿山机电设备故障诊断技术分类

4.2.1 温度诊断。这种方法是当前机电设备故障诊断技术中最为常用的，主要就是通过机电设备自身的温度来判断故障。通常来说，机电设备中的零件一旦出现损坏就会导致温度上升。工作人员把出现温度异常的数据进行汇总并制作成表格，通过这些数据来判断出机电设备中哪些零件可能会发生故障。

4.2.2 振动监测。这种方法主要用来预防机电设备故障的产生，可以分为两种方法，一种是简易诊断仪，能够通过振动仪的形式采集到机电设备运行时的振动信号，进而判断出机电设备是否存在出现故障的可能。另一种是精密诊断系统，主要就是通过定期的检查，把机电设备振动数据输入到计算机中，并对这些数据进行分析，得出可能出现故障的位置。

4.2.3 铁谱分析。这种方法相比其他的故障诊断方法来说具有很大的优势。使用这种方法的时候所使用到的就是铁谱分析仪。具体的使用方法是在设备运行的过程中倒入含有磨屑的润滑油，设备会自行分离出磨屑，并根据磨屑的情况直接制作成谱片，进而工作人员能够根据谱片来判断机电设备的运行情况。

5 结束语

综上所述，矿山机电设备对于企业生产具有十分重要的作用。为了能够保证机电设备正常运行，应该对投入使用的设备进行故障诊断。当前的机电设备故障诊断技术能够提高维修人员的工作效率，提高了机电设备工作的能力，同时也保证了工作人员的安全，降低了企业的生产成本，提高了经济效益。在未来我国的机电设备故障诊断技术会越来越好，促进我国矿山企业在市场经济下的发展。

参考文献

[1]郭洪刚.矿山机电设备故障诊断技术探讨[J].机电信息，2011，24：139-140.

[2]董乾.論矿山机电设备维修中故障诊断技术的运用[J].科技创新导报，2012，3：86.

[3]张皓.矿山机电设备故障诊断技术的研究[J].黑龙江科技信息，2013，18：10.

[4]杨拴霞.矿山机电设备检修与故障诊断技术研究[J].企业导报，2013，8：267-268.

[5]孟祥楠.矿山机电设备故障诊断与检修技术分析[J].科技创新与应用，2014，6：84.