矿山机电设备故障诊断技术的应用研究

杨恒

[摘 要]随着我国科学技术的不断进步，社会各生产领域都开始向机械化方向发展，矿山企业生产中，也积极运用机电设备，以提升工作效率、保障人员安全。在机电设备的长期使用中，极有可能出现一些故障，还需要技术人员运用科学的故障诊断技术，减少故障隐患，以避免因设备故障引发的安全问题和消极影响。本文就矿山机电设备故障诊断技术的应用进行了研究分析。

[关键词] 矿山；机电设备；故障诊断技术；应用

中图分类号：TD614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0247-01

前言：矿产资源是支撑我国经济发展的重要资源之一，近年来，我国经济水平得到了快速提升，新矿山也在不断的建设生产，为提升矿山生产效率和质量，矿山企业将大量的机电设备投入生产，由于机电设备产生故障具有不确定性，因此，还需要相关人员能够充分运用故障诊断技术，定期对设备进行保养维修，消除故障隐患，保证矿山稳定生产。

1 矿山机电设备故障产生原因

矿山机电设备中各零件关系的变化会引起自身故障的产生[1]。在机电设备长期使用中，会因多种因素造成零件的损伤，例如使用中零件受到损伤、设备老化等，导致零件尺寸、形态等发生一系列的变化，并与其他零件之间的关系产生变化，引发机电设备故障。

工作能力的大幅度损耗会使矿山机电设备产生故障。矿山设备在长期使用中，会出现老化、零件磨损等情况，工作能力受到不断的损耗，再继续使用，将会引发更多的故障问题。

超负荷运转也会使矿山机电设备产生严重的故障。每一台设备都有自己的运作极限，一旦实际运作输出的参数超出了设备规定的最大限度，将会因超负荷运转而引发严重的设备故障，需要相关人员立即对设备技术参数进行调整，并提升设备承受能力，以减少故障隐患。

2 矿山机电设备故障诊断技术方法

2.1 矿山机电设备故障主观诊断方法

主观诊断主要是工作人员在进行设备故障诊断过程中，依靠长期工作中获得的经验、借助一定的检验仪器进行诊断的方法。这种方法的使用对工作人员的技术水平和个人经验提出了较高的要求，虽然与其他诊断技术相比具有简单快捷的优势，但是仅适用于一些常见、易于诊断的故障，对于较为复杂的故障，这种方法尽可以作为参考。

2.2 矿山机电设备故障仪器诊断方法

仪器诊断主要是以设备内的液压系统温度、压力及振动等参数为依据[2]。诊断过程中，工作人员需要首先对这些参数进行收集，在运用信息化系统进行科学的分析，从而获得矿山机电设备故障诊断结果。目前在矿山机电设备故障诊断的仪器诊断中，主要运用的仪器为综合、通用、专用三种。

2.3 矿山机电设备故障智能型系统诊断方法

智能型系统诊断主要是运用计算机进行设备信息的收集整理，使其具备与人脑相似的思考过程，以便对数据进行合理的科学判断，得出诊断结果。这种诊断方法相对来说比较复杂，适用于产生复杂故障机电设备的故障诊断工作。

2.4 矿山机电设备故障无损坏检测诊断方法

无损坏检测诊断是在检测过程中，对机电设备主体、零件、金属材料之间的隐蔽部分进行的检查，这种诊断方式主要运用超声波、射线照相等先进技术，因此并不会对机电设备造成损伤。由于无损坏检测诊断的运用需要花费大量的费用，因而在我国矿山机电设备故障诊断中鲜少有人运用。

2.5 矿山机电设备故障压力诊断方法

压力诊断法主要是通过传感器，将机电设备运行中的各项参数传递给工作人员，由工作人员进行故障分析的一种诊断方法。这种方法不受环境和压力的影响，能够使工作人员进一步了解机电设备所处环境、温度、运行压力等，并具有快捷、精确等优势。

2.6 矿山机电设备故障诊断专家系统

故障诊断专家系统是一项先进的矿山机电设备故障诊断技术，适用于较为复杂的设备故障，能够结合多种诊断技术，对故障进行系统、全面的诊断，为工作人员提供最为完整的诊断结果。

3 矿山机电设备故障诊断技术应用过程

在故障诊断技术的应用中，工作人员首先需要建立数学模型，以便能够将接下来收集的设备数据融入模型中，使机电设备实际运行情况得以清晰展现，令工作人员充分了解机电设备中各部分数据与故障之间的联系，为诊断工作提供科学依据。

信息的采集是诊断工作中的重要内容[3]。工作人员需要利用机电设备上的传感器进行设备运行中各项数据的收集，所收集的数据会直接被储存在系统的数据贮存器中。随后，工作人员应对收集到的数据进行整理分析，将无用的数据去除，有用的数据转换成便于理解的内容，并将所得结果与标准运行参数进行比较分析，了解设备实际运行情况，明确设备故障及其产生原因。

另外，工作人员还需要根据设备的分析结果对其使用寿命等方面进行预测，以便为今后的设备保养、维修工作提供参考依据。

4 矿山机电设备故障诊断技术的具体要求

4.1 遵循机电设备故障诊断原则

在矿山机电设备故障诊断技术的应用中，要求工作人员严格遵循机电设备的诊断原则。在故障诊断前，工作人员应遵循准确性原则，收集机电设备故障相关信息，根据矿山特性，选择相适应的A/D采集模块、传感器等设备，以保证所收集信息的准确性。针对安全性要求较高的矿山，工作人员需要遵循“防水、防尘、耐高温、抗干扰、防震”等原则，选择符合要求的传感器。

4.2 科学提取机电设备故障信号特征

要想准确判断设备故障原因，必须要较好的识别出故障信号特征[4]。矿山这一地质情况较为特殊，工作环境十分恶劣，机电设备故障信号特征相对微弱，因此，工作人员在运用故障诊断技术时，需要从设备的轴承与齿轮的剥落、断齿、擦伤等较为明显的故障开始诊断。再运用自适应提升小波分解算法与特征匹配准则提出信号特征[5]。同时，工作人员也可以运用初始双正交滤波器组，对机电设备的提升算子、对偶算子等进行获取，以构建新的小波基函数，并运用预测期和更新器对原始信号进行预测更新运算，以获取设备产生的高频、低频信号，确保自适应提升小波分解算法的实现。

4.3 故障诊断后的设备维修

故障信号特征对工作人员的故障诊断提供了充分的科学依据，有助于工作人员快速诊断出设备的故障原因。在经过诊断后，工作人员需要对设备进行维修，维修工作可以分成四种方式。

第一种是预防性维修，即针对故障诊断过程中诊断出的故障预兆进行维修，以便将机电设备故障扼杀于萌芽状态。第二种是周期性维修，需要工作人员根据诊断结构，制定合理的周期，并按照周期对机电设备进行检查和维修，实现对早期故障的有效控制。第三种是计划性维修，工作人员通过对诊断结果的分析，预测设备可能发生故障的时间、内容等，并根据这一时间实时检查、维修，减少安全隐患。第四种是事后维修，是工作人员在故障发生后进行维修的方法，因工作人员已经获得故障诊断结果，因此维修工作效率能够得以提升。

结论

矿山机电设备的运行情况与矿山工作安全有着重要联系，一旦出现设备故障，不仅会给矿山企业造成巨大的经济损失，同时也会严重威胁工作人员的人身安全，因此，要求相关技术人员科学运用机电设备故障诊断技术、明确技术运用过程和要求，以保证设备的安全稳定运行，促进我国矿山开采事业健康发展。

参考文献

[1]张红梅.故障诊断技术在现代矿山机电设备维护中的应用[J].机械管理开发，2015，1（1）：76-113

[2]李旺.矿山机电设备故障诊断技术分析研究[J].科技展望，2015，2（2）：124-125

[3]仇金刚.故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用探讨[J].机电信息，2015，6（6）：97-98

[4]颜飞.矿山机电设备故障诊断技术分析研究[J].山东工业技术，2015，9（9）：67-68

[5]李艳婷.矿山机电设备维修中故障诊断技术的应用[J].技术与市场，2015，9（9）：86-87