故障诊断技术在矿山机电设备中的应用分析

李吉军

（内蒙古平庄煤业（集团）有限责任公司红庙煤矿，内蒙古 赤峰 024000）

近年来随着经济发展，对矿业开采生产的需求也越来越高，想要有效提高采矿率，增加采矿设备并改进生产技术是非常必要的。由于矿山开采的环境一般比较恶劣，再加上高频率的使用，矿山机电设备发生故障的几率越来越高，所以设备在使用过程中，需要采用科学的故障诊断技术，及时准确地找到故障原因，并在第一时间解决，确保设备的正常运行，实现矿山开采的效益最大化。

1 矿山机电设备维修的重要性概述

矿山机电设备在使用前、使用中和使用后都需要进行检查，及时发现并消除设备的故障问题，在诊断矿山机电设备故障的时候采用故障诊断技术，可以及时发现设备潜在的隐患问题，并针对性地提出解决方法，可以及时规避风险，降低故障发生几率。设备的故障问题得到及时解决，可以有效延长机电设备的使用年限，也能有效减少企业的设备投入成本，对于企业的生产发展也有促进作用[1]。解决矿山机电设备的故障问题，也是企业发展过程中需要面对的首要问题，因为企业发展的最终目的是获得最大的利益，而机电设备发生故障，将会严重影响矿山生产效益，从而影响企业经济效益，所以及时解决机电设备的故障问题，可以有效提高矿山设备的使用和生产效率。最后，矿山生产过程是非常复杂的，且具有一定危险，如果机电设备的故障问题没办法及时被发现并解决，可能带来严重的安全隐患，甚至严重危害工作人员的人身财产安全，应用故障诊断技术，可以有效解决矿山机电设备的故障问题，保证设备安全运行，为工作人员的人身财产安全提供了有力保障，才能确保矿山生产工作正常安全进行。

2 矿山机电设备常见故障

想要解决矿山机电设备的故障问题，就要了解常见的故障类型，目前常见的故障有：组件老化、零部件磨损和异常磨损。由于机电设备长期处于运作状态，再加上操作人员可能存在着不规范的现象，导致一些组件可能出现老化或者过载现象。设备使用过程中，机械振动或设备不合理定位，可能导致零部件出现磨损破裂。再加上矿山设备使用的环境一般比较潮湿，也会导致设备产生异常磨损，缩短设备的使用寿命。

3 矿山机电设备的故障诊断技术

3.1 主观诊断技术

主观诊断技术主要是依靠工作人员根据以往工作中对于故障诊断方面的经验，并参考设备以往的故障诊断记录，对设备的故障易发点进行重点筛查，以此来诊断故障的具体位置和类型，并以此为基础进行故障分析和参数调整来维修设备。主观诊断技术应用于矿山机电设备的故障诊断中，可以及时发现故障，并甄别出故障类型，及时了解到设备的实时运行状态。其优点在于操作简单便捷，但是可能会出现维修人员个人主观性过强的情况，所以机电设备故障比较复杂的时候，主观诊断技术会存在一定的局限性[2]。

3.2 智能化诊断检测技术

智能化诊断技术在我国已经广泛应用于矿山机电设备的故障诊断工作中，并且有着非常好的市场前景，这一技术模拟了人脑的运动过程，收集了各类矿山机电设备的故障信息，通过模拟专家诊断系统来逐一排查确定故障。其中最关键的是神经网络和专家系统，模拟出人类的思维方式，并把专业的矿山机电设备运行信息和经验进行整合，对故障进行专业系统的分析研究，最终获得准确的故障诊断结果。和传统的故障诊断技术相比，它总结了人类的经验和知识，根据逻辑推算，可以更快速准确地诊断出设备的故障问题，对矿山机电设备进行了正确的诊断，避免带来更多的安全隐患。

3.3 信息采集技术

信息采集技术是通过获取机电设备在运行中的各项真实有效的数据信息，和正常运行的数据信息进行对比，然后根据设备实时运行状态，从中判断出设备是否存在故障。矿山机电设备在运作过程中，热量、压力、振动等都处于动态变化的状态，不同状态下会有不同的参数信息，例如设备在正常运转时，其振动频率和故障时的振动频率会有较大差别，信息采集技术通过获取设备运转过程中的各项参数，可以判断出设备是否存在故障，为机电设备的故障诊断工作提供了数据参考。一般来说，在应用信息采集技术的时候，获取到的参数越多，诊断的准确性和科学性就会越强[3]。

4 故障诊断技术在矿山机电设备中的应用

4.1 对故障现场进行初步诊断

当矿山机电设备在运行时发生故障，负责诊断的工作人员需要到现场进行初步诊断，主要依靠眼睛看、耳朵听、手触摸等感官上的初步观察，然后再对设备进行进一步调查，如温度检测、红外热成像检测、超声波检测和压力检测等，用相应的设备完成检测并记录各部件的数值变化，同时还需要用专门的计算机诊断设备分析比对各项数据，判断出具体故障点和故障原因，提出相应的解决办法。

4.2 故障诊断技术在高压异步电机故障诊断中的应用

在目前我国矿山生产过程中，异步电机是矿山机电设备中比较容易发生故障的设备。在异步电机的运转过程中，非常容易出现机械部件的损伤，这就容易导致绝缘部件的老化脱落，将严重影响设备的安全性能，无法进行正常的开采工作，所以对异步电机的故障诊断是不容忽视的。高压异步电机常用的故障诊断技术是部位放电故障诊断技术，当异步电机发生故障时，接线头会产生放电现象，并且放电现象会随着故障发生的时间增加而增加，所以诊断人员可以根据这一现象进行判断，预测出设备的使用寿命还有多久，并为后续的检查维修工作提供数据参考[4]。

4.3 故障诊断技术在矿山提升机中的应用

提升机也是矿山生产中的重要设备，其正常运行是顺利开展矿山生产工作的重要保障。可以利用红外线热像仪对提升机表层进行观察，并对设备周边的信号变化情况进行非接触的在线监测，以此来发现设备运行过程中是否出现了螺丝松动错位或钢丝绳松动等问题。通常对于提升机的信号检测需要持续2-3天，检测出不同运行速度下的信号信息，通过红外线对隐藏的故障部位进行综合检测和判断，明确出具体故障点，可以有效提高诊断的准确率。

4.4 故障诊断技术在矿山采掘设备中的应用

采掘机械是矿山生产工作中非常重要的设备，而在实际生产过程中，采掘机械的使用频率非常高，工作负荷非常大，所以发生故障的几率也很高。例如，掘进机在进行割刀工作的时候，轴承磨损会增加，各部件之间的摩擦也会增加，使设备的温度逐渐提高，就容易发生故障。所以可以对相关的部件进行温度检测，这样能够及时发现部件温度是否正常，如果温度出现异常，就应该马上停止施工，使部件冷却下来，降低矿山机电设备发生故障的几率。同时也需要注意，要根据实际情况，科学合理地利用故障检测方法和温度检测方法，如此才能快速准确地解决故障问题，保证设备的正常运行。

5 故障诊断技术的强化措施

矿山机电设备的故障诊断，需要工作人员结合地下工作环境的特点，对机电装置的结构、性能和运行状态进行综合性的分析，再进行针对性的维修处理。在矿山机电设备的运行中，工作人员可以通过以下几点，来加强故障诊断技术的应用，从而提高矿山机电设备的工作效率。

5.1 事后维修

事后维修就是在故障发生后进行维修，一般是机电设备部件没有及时进行维护，从而无法进行工作，通常会将有缺陷破损的部件进行更换，以加快设备的维修速度。但这种方法只适用于结构较为简单的设备中[5]。

5.2 定期检修

矿山机电设备如果出现故障，可能带来严重的安全隐患，所以不能光靠事后维修，更要加强定期的检修，对机电设备各部件进行常规分析检查，预测出设备的状态，及时防范可能出现的故障。定期检修不仅能有效提高设备的使用寿命，还可以降低维修成本，提高生产效益。

5.3 在线维修

在线故障诊断技术的应用，如将电子探测器应用于机电设备的报警控制方面，当设备可能出现故障时，电子探测器可以提前发出预警，当故障发生时，也可以及时将故障信息传送到工作人员处，可以让维修人员快速获取设备运行信息，及时做好维修工作，不仅提高了设备的寿命和工作效率，还能给工作人员提供更加精准的设备信息。

5.4 改进维修方法

随着我国科技的不断发展，未来也会有更多先进的技术和设备，都可以运用到机电设备的故障诊断工作中去，不断改进机电设备的诊断维修方式，把机电设备的故障率降到最低，提高矿山的生产效率，延长设备的使用寿命，并进行信息备案，避免同类故障重复出现。改进维修方式，不光要从技术方面入手，也要考虑到新型诊断设备的使用，进而减少设备故障的发生，不断提高设备运行效率[6,7]。

6 结语

综上所述，矿山企业的发展离不开机电设备的应用，如果矿山机电设备的故障问题得不到及时解决，将会给企业带来严重的影响，所以加强故障诊断技术在矿山机电设备中的应用，是非常必要的，不仅能够延长设备的使用年限，保证设备的安全运行，为工作人员的生命财产安全提供保障，还能有利于减少企业成本投入，增加企业生产效益。