故障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用探讨

2021-04-03李晓强

中国设备工程 2021年20期

李晓强

（陕西小保当矿业有限公司，陕西榆林 719000）

随着科学技术的不断发展，煤矿的生产效率也在不断地提升，在煤矿生产中由于机电设备的加入，它的生产量也在不断地增加。由于多种生产设备的加入，从而使生产设备的故障发生率也在增加，因此对故障的诊断一定要加强，只有找到了故障的源头，将它解决掉，才能保障生产的顺利进行，要想提高煤矿的生产效率，就必须引进先进的故障诊断技术，从而准确找到其故障根源，提出整改意见，让故障能够得到及时处理，从而既节省了时间，又提高了生产效率。

1 故障诊断技术的原理及优势

传统的机电诊断法都是由人工完成的，它的特点是耗时费力，对于诊断的结果也不准确，而且故障诊断对于从业人员的要求比较高，所以对于故障的诊断来说，人工诊断的技术太落后，使其不能快速对故障做出判断。因此，对于故障诊断技术而言，它已经是一种新型的故障诊断技术，不仅诊断效率高，而且节省时间。故障诊断技术是社会发展的产物，它的发展是随着信息化技术的发展而来，它的诊断技术主要是根据设备在运行过程中的一些参数进行判断，它的判断过程主要是采集信息并且提取，然后识别，最后根据这些进行判断。在故障判断的过程中，机电设备上的传感器采集的信息，则通过温度、电流、转速等信号来传输，如果设备信号异常，那么需要采集一些有用的信息进行判断。但是，设备由正常的状态到故障的状态，则要发生一些状态量的变化。在设备的运转过程中如果电流增大则表示设备出现了故障，当提取了这些变化特征后，再进行判断，则会找出故障的原因。

对于故障原因部位的识别，则需要通过故障数据库中的故障类型进行匹配，才能完成，并且对于数据库的完整性是有要求的，数据库中包含的类型越多越详细，对故障的判断就越准确，当故障被识别后，为了能快速维修，还要给出相应的维修方案，这就需要一些决策算法。

2 保障诊断技术在煤矿机电设备维修中的应用的重要性

2.1 提升煤矿设备的生产率

为了保障生产设备的稳定发挥，需要煤矿生产企业与设备之间良好的配合，第一时间找到故障的准确位置，找准原因进行针对性的维修，才能避免生产受到损失，从而延长设备的使用年限，降低了生产成本，提高了企业的经济效益。因此，对于煤矿企业来说，生产效率才是关键，扩大生产规模的同时保障电机设备的正常使用，让企业的经济效益得到保障。

2.2 延长机电设备的使用周期

在煤矿生产的过程中，为了保障电机设备的使用周期，则要在故障发生的时候第一时间去维修，保障设备不会受到损耗，所以对故障诊断技术的应用，则是延长设备使用周期的主要因素，提高故障的检修效率，防患于未然，直接保障设备的正常运行，不要等故障发生后采取维修措施。

2.3 故障诊断是煤矿赖以生产的依据

诊断技术的运用，则是保障煤矿生产的主要技术手段。利用诊断技术，早诊断，早发现，同时预防设备发生故障，从而保障煤矿生产的有条不紊，提高生产率，从而提高企业的经济效益。

3 分析故障产生的原因

3.1 设备运行时间太长

由于煤矿的生产主要靠的是电机设备，而且电机设备的种类繁多运用性质也是不一样的，它们的最大负荷量也是不同的，不能一味地追求生产效率，而增加设备的运行时间和最大负荷量，由于设备长时间的运行，导致设备的稳定性发生了变化，甚至导致设备直接停止工作。

3.2 设备磨损引发的故障

由于在生产过程中，设备避免不了受到磨损的情况，由于在煤矿生产过程中，设备磨损是设备产生故障的主要原因，由于设备的零部件受到不同程度的磨损，那么它将会导致机电设备在工作中的不稳定，如果零部件受到的磨损比较大，首先要做的是，如何将它们修复原来的状态，让它们能够正常的运行。或者再不能修复的时候直接更换，以免影响生产效率。

3.3 设备的更换引发的故障

机电设备不是万年不变的，它有可能是使用年限到了，直接停工，或者发生故障直接损坏了，又或者是设备过于老旧，跟不上当时的生产步伐了，所以设备在使用一段时间后，必须更新，以免引起故障。然而，设备在恶劣的环境中运行，它的损害程度是不可逆转的，设备的磨损或者损害都会影响生产效率。

3.4 正常生产环节的严重损耗

在煤矿生产过程中，机电设备在正常的生产环节所出现的严重损害，会导致设备之间的摩擦加大，让设备老化程度逐渐加大，而且也提升了故障的发生概率。

4 常见煤矿机电设备故障诊断技术

4.1 神经网络技术

在故障诊断过程中，建立数学模型，找出故障的所在地，进行判断，建立数学模型则需要有经验的技术人员，对其进行调整修改，从而对设备的维护提出意见，这里所说的数学模型是不能依据数学概念的，它的要求是在模糊数学概念的前提下，结合设备的映射关系建立起来的。

4.2 数字模型技术

故障诊断技术中，利用数字模型技术可以准确地判断出故障的准确位置，所以它对故障的诊断是非常重要的，针对设备的具体的问题，选择适合设备具体问题的诊断技术，对于这种选择来说，可以节省大量的诊断时间，其中识别技术与信息采集技术，就是故障诊断技术的两个手段，利用它们对故障进行判断、维修，从而保障生产的顺利进行。数字模型技术在故障诊断的过程中有着其他诊断技术没有的优点，因为它可以根据设备温度以及轴参数，进行故障的准确判断。

5 煤矿电机设备常见的运行故障

5.1 煤矿排水系统的设备故障

排水系统在煤矿开采中是非常重要的，对于一些比较老旧的煤矿来说，它的排水系统是非常的成旧的，所以它的排水系统是非常差的，由于它的水泵工作时间太久，导致它的排水功能下降，而且对于矿井来说，受环境的影响，所以在矿井中排水系统是非常庞大的，那么它所存在的安全隐患也是非常大的，在这么庞大的排水系统下，对于它的维护维修，也是一项非常大的工程，所以它增加了生产成本。

5.2 供电系统的故障

煤矿生产设备的运行是靠电力来支持的，所以在生产过程中，供电系统最容易发生故障，对于这种故障的产生，是与开采深度供电压力和稳定性有关，煤矿深度比较浅时，供电的压力比较小，复杂度相对较低，其供电线路也比较简单，在它发生故障时，可以第一时间进行诊断和维护，但是，对于比较深的矿井来说。由于它的线路比较复杂，那么它的负荷量也就增加了，所以电机设备的供电故障也是影响其生产效率的关键因素之一。

5.3 煤矿设备系统运行开采故障

运行开采故障也是直接影响机电设备的因素。但是，对于运行开采故障来说，它的故障源一般很难确定，它主要存在于外部的设备中。在煤矿作业中，开采故障检修与维护的困难是非常大的，它必须是通过专业技术手段进行处理，所以它的危害不是很大，它只会影响其生产效率。但是，对于它的故障也要重视，做到防患于未然，避免影响企业的经济效率。

6 煤矿机电设备的维修技术

在煤矿生产过程中，对于故障诊断工作，应当做出准确的判断，掌握设备的变化，从而确定设备的故障情况，在数据信息采集方面，要先进行观察和测量，已获得设备中的各种信息，以及数据变化，从而判断出其具体的原因，在煤矿机电设备的诊断发展过程中，在进行设备检测的同时，结合其本身的运行特点，准确判断出故障的根源。在煤矿设备运行中，噪音会对诊断信息产生干扰，让原始信号的预测与更新产生影响，从而对故障高低频率的信息就会由此而获得，进而有效地增强小波分解算法的自适应性。煤矿的一些设备在发生故障的时候，温度会发生变化，利用局部温度升高法也能确定其故障点。由于煤矿设备的种类繁多，对于它的维修则要靠多种技术来进行维修。在实现有效检测的前提下，以故障的预兆信号进行相关的维修。