矿山机电设备维修中故障诊断技术的研究

摘要：科学技术突飞猛进，矿山作业中机电设备也日益凸显出了他的作用。矿山的持续健康发展与矿山机电设备的正常运行有着深刻的影响关系，所以机电设备维修中的故障诊断技术特别重要。伴随着我国科学技术的迅速发展，这种矿山机电设备的自动化水平越来越高。而机电设备在矿山企业中也有了越来越突出和重要的地位。但高效的机电设备一旦出现运行故障也必将对矿山作业带来非常严重的影响，重大的经济损失自不必说，还有可能造成重大的人员伤亡事故。为了更好地做好矿山机电设备管理工作，避免矿山机电事故的发生，以下本文对故障诊断技术进行了简要的概括和分析，希望给大家以有益参考。

关键词：矿山机电设备;故障诊断技术;研究

当今自动化技术已经渗透到我们日常生产生活的各个领域，矿山生产企业中，对于机电设备的需求更是毋庸置疑，因为它可以充分满足矿山开采对高效生产的要求。但是如果要让矿山机电自动化设备在矿山企业生产中高效和稳定的运行，就必须要重视相关的故障诊断技术，以便最终确保矿山生产环节的正常运转和企业的长远发展。

1.矿山机电设备背景

在上个世纪的七十年代开始出现机电一体化的概念，就是将计算机技术和可以运用的机械技术进行结合，起到更加有力的保障机械设备运行的效果，提高机电设备的施工效率和质量。计算机技术的突飞猛进，机电技术的一体化发展也得到了有效的促进，逐渐的发展促进了这种综合系统技术的发展，并且越来越朝着一体化方向发展，这位促进社会经济的发展有着极大的促进作用，也为社会生活注入了更高的品质。进入了新世纪后，机电技术的发展又进了一步，不仅技术发展的越来越先进，而且越来越朝着智能化的方向发展。机电一体化技术的发展为矿山作业提供了一个非常广阔的发展空间，也降低了施工的难度和成本。

在目前的矿山作业中，地形复杂对施工造成了一定的难度，而且矿山地下的活动很多也存在着很多的安全隐患。因此对于矿山作业不仅有施工开采的难度，要有人身安全的顾虑。所以使用机电一体化作业对于施工难度的降低，效率的提高和安全的增加起到了重要的促进作用。所以，加强对机电设备的管理能够在保障矿山安全生产的同时提高工作效率和降低生产成本。同时通过机电设备的智能化系统对矿山开采工程进行管理的话，还能够为矿产开采工程的安全生产奠定扎实的基础[3]。

2.矿山机电设备故障诊断技术简析

矿山机电设备的故障诊断技术通常来讲是由五大部分组成的，第一是收集机电设备运行信息，第二是整理所收集到的运行信息，第三是分析所收集整理的信息，第四是找到故障原因确定故障，第五是做出故障诊断的决策和结论。这五大部分在机电设备故障诊断的过程中都有各自的作用和地位，任何一个环节出现问题都会影响整个设备的运行，在矿产资源的正常开采中任何一个环节都有着很重要的作用。

在机电设备故障诊断技术的发展过程中存在着好几个阶段。首先在发展的初级阶段，这个时候主要是依赖机电设备操作人员的知识和经验，通过理论的分析和经验的对比找到机电设备故障出现的原因;其次随着技术的进一步发展，发展到现代化的阶段，在这个阶段多依赖的是计算机的水平和管理技术，通过高科技的手段对机电设备进行综合管理，加强机电设备的先进技术水平，以此来对机电设备做出故障的诊断分析;再次随着技术的进一步发展，发展到故障诊断技术的智能化阶段[3]。在这一阶段电子信息技术与机电设备相结合起来，在对故障诊断的时候实现自动化的诊断操作。综上所述，我们可以看到机电一体化的一步一步发展，使得机电设备的故障诊断技术有了飞速的发展，而且应用越来越广泛，从而也推进了社会经济的迅速发展。

为了促进我国的矿山开采业的发展，机电设备也越来越多的应用在矿山开采中。在矿山开采中，使用的机电设备故障诊断技术是一种系统的综合技术，不仅有电子技术，还有物化技术，更包含计算机技术等不同系统技术，它们之间进行不同程度的结合，构建成一个比较系统的技术，这样一来不仅可以对开采工作等各个方面进行有序的控制和管理，而且一定程度上降低了矿产开采的难度和生产矿产资源的成本，这就大大提高了矿产企业的经济效益和社会效益。

3.矿山机电设备维修的故障诊断技术原理

首先机电设备都有一个强大的数据体系，在进行故障诊断时需要做好数学建模。机电设备的的运行参数是一个庞大的数据系统，只有充分把握好这些参数，做好细致的分析才能对机电设备运行情况做一个充分的了解，进而分析出存在的故障隐患。因此对机电设备参数及时进行总结，做好数学建模对于故障诊断是有着很重要的作用和意义的。

其次对于机电设备的相关信息，要掌握收集和采集的技术。机电设备是信息技术发展的产物，对于机电设备的很多信息都是通过设备的很多传感器进行收集的，机电设备感应信号发出，传感器接收后就会产生信号数据，然后传输到存储设备中，这种信息收集的技术是故障诊断技术的基础，它是提供故障原因的参数[1]。

再次很重要的技术就是对于信息的分析识别和处理技术。分析识别技术是需要将收集到的信息与机电设备参数进行对比，得出故障问题所在。而对于信息的处理技术就是处理有用和无用信息。传感器接收到的所有信息并不全都是故障信息，需要处理有用信息，从而找到有利用价值的信息，实现整个信息采集过程的有效。

最后就是对于故障的预测。通过分析所收集到的信息，预测机电设备故障的基本情况和相关的使用信息，为后续维修提供必要依据。

4.机电设备故障产生主要原因以及诊断方法

（一）机电设备故障产生原因分析

首先是各个零部件之间的配合关系发生变化。很多情况下，在机电设备出现故障时，研究分析故障原因，很多都是因为零部件本身或者相互之间的变化而造成的。零件自身的损伤就是固有形态与设计之时发生严重偏离，而这种损伤多数也是使用过程中多因素共同作用的结果[1]。

其次就是机电设备在使用过程中出现超负荷运转。每个设备在最原始的设计时，都是有一定的承受极限的，如果实际使用过程中出现超极限的使用，它的正常运行状态就会被破坏。假如碰上此类情况需要对相关设备的数据参数进行适当的调整，也可以采取合适的外部措施来进行设备承受能力的增加。

再次就是设备在使用过程中的磨损，任何设备在工作一段时间后都会出现能力损耗。这种损耗的发生也是内部和外部因素共同影响造成的。时间越久，设备各方面能力会出现损耗。

（二）故障诊断技术在矿山机电设备中使用的主要方法

首先是通过对比历史存在的故障记录。机电设备中故障发生明显部分需要对所有关联零部件进行仔细的研究和核查，做好故障发生的原因以及故障特点还有类似相关处理措施的归纳与整理，建立一个故障诊断的数据库。如果有类似故障出现，就通过参考故障数据库来诊断，从才有效并快速的采取相应对策。

其次是对外部压力和温度进行检测。一般情况下，机电设备能够稳定运行都是有比较稳定的外部的压力和适宜的温度来维持的，所以经过对设备各部分的相关检测，再与原始数据进行对此参照，从而迅速有效地反映出设备运行的当前状态。由于这种诊断方法的快速和有效，比较常用。

再次就是故障诊断技术中常用的专家系统。所谓的故障诊断专家系统就是通过综合的运用各个相关领域的经验和专业技术知识，通过模拟专家的思维来诊断设备故障[2]。目前我国的矿山机电设备故障诊断的专家系统多以故障数据库为基础先建立的，然后以此为基础，通过定量分析组成各种规则和制度。

（三）故障诊断技术的分类

总起来说，故障诊断技术应用在矿山机电设备中可以分成几个大类。

首先就是主观的判断。一般来讲这这类诊断技术主要是以设备维修人员的经验为主要出发点，通过必要检验仪器的配合帮助来进行故障的诊断。而这也就需要相关的设备维修人员具备非常丰富的经验和诊断能力。在现在的机电设备维护中有很多比较复杂的故障，这种故障单纯依靠经验又是很难判断的，因此这种主观判断的技术主要应用于比较简单和比较小的故障中，方便快捷。

其次就是借助于相关仪器设备的诊断技术分类。而这种诊断技术一般来讲就是通过对仪器的利用，来进行对机电设备的故障进行诊断。通过利用计算机和专业仪器进行分析设备内的液压系统还有温度和压力及振动等参数，形成一个数据分析的基础，从而得到一个相应的诊断技术结果。现如今诊断机电设备故障的仪器有比较专业的、通用的还有综合三种类型可参考。

再次还有就是比较智能的系统诊断的方法，而这就是将人脑分析的程序通过计算机进行模拟，将整个系统获得的设备信息进行分析和总结，然后按照储存的诊断方案进行设备故障的分析和判断[2]。这是一种比较复杂的诊断技术分类，因此多用于比较复杂的机电设备故障。

5.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用实例

• 煤矿开采中采掘设备的故障诊断应用。我国的煤矿采掘设备故障诊断技术比较迅猛的发展，国内的、国外的设备其工作原理基本相同，但国内设备实际上与国外先进技术相比仍然还有很大的差距。不过通过在实践中设备出现的问题进行陆续的改造，故障率已经有了很大程度的降低，再加上实时监测的数据及时传递到计算机，配合个单元和控制中心的连接，然后保护外部参数值，在故障发生时以及判别故障时就可以通过显示屏对诊断结果进行显示和提示报警[2]。
• 矿山运输设备的故障诊断。矿山运输设备在作业中，主要是电动轮卡车对岩石的剥离和煤炭的运输。工作过程中造成故障的原因主要有机械故障、电气故障及其他故障，无论是电器故障还是机械故障，一旦有故障发生，驾驶室内的相关的报警系统、故障指示系统和仪表都要做出报警和指示。比如：我们在卡车上面做恒功率测试实验时，如果有接地故障出现，接地系统检测装置检测到漏电电流后，检测装置发出报警，同时驾驶室内的蜂鸣器也发出报警，这样我们就通过报警来查找主电路出现的接地故障。
• 除以上之外，其他设备的故障诊断。在矿山作业中高压异步电动机还有通风机也是除了运输设备和采掘设备之外比较早采用故障诊断技术的。现如今，故障诊断技术在很多个领域里已经获得了相当瞩目的技术成果，并且在使用中也得到了不错的反馈。

不管哪一种故障诊断技术的应用，都要讲求很多比较合适宜的现代化管理方法。可以通过预防维修的方式加强机电设备的监察，及早的发现机电设备存在的故障，这样的早期排除和发现能够把握机电设备运行的主动性，大力减少故障停机时间。在预防维修中可以分为两种，一是定期维修，还有一个是状态维修。而在状态维修中就是利用高科技的监测和诊断技术，对设备进行预检查，有针对性地安排维修。事先检查和排除故障主要就是为了避免和减少故障停机的损失。通过很多研究和实践我们可以看到，尽可能的采用有计划的预防维修可以降低设备故障率，并且大大缩减了维修的时间和相关的费用，这样就慢慢的有了预防维修的概念。我们要注意在任何矿山机电设备中对这一方法的运用。

结束语：总而言之，通过故障诊断技术可以有效降低矿山机电设备故障率，并且提高企业经济效益和社会效益。做好机电设备的故障诊断技术研究对于矿山研究是具有非常重要的意义的，对保证矿山机电设备的正常运行和确保企业健康发展具有重要作用。故障诊断技术在现在来说是一种比较新型的科学，涉及的内容比较广泛，我国矿山作业比较复杂，与之匹配的故障诊断技术还不是非常成熟，所以就需要投入更多的人力物理来进行研究，以期通过共同的研究和探讨找到更多的先进技术和方法，为实现整个社会的经济目标而努力，创造社会整体效益，实现社会经济的全面发展和进步。

参考文献：

[1]闫先水 矿山机电设备维修中故障诊断技术的运用[J].装备制造技术

[2]王高海，董哲，浅谈矿山机电设备维修中故障诊断技术的运用[J].商业文化.科教纵横

[3]张皓 矿山机电设备故障诊断技术的研究[J].科技论坛

作者简介：王斌，男，汉族，1962年11月出生。毕业于乌达煤矿职工大学，大专学历，研究方向：煤矿机电检修管理。