机械电气设备维修中的故障诊断和解决措施

张艳军

（中国平煤神马集团四矿机电科，河南 平顶山 467000）

机械电气设备发生的故障并不是偶然的，而是因为长期使用造成的。如果机械电气设备长期处在恶劣运行环境中，随着机械电气设备磨损与变形问题的加剧，就会引发严重的机械电气设备故障。

在机械化开采过程中，采用了大量的机电设备，例如，通风设备、排水设备、支护设备及运输设备等。设备不但种类众多，而且数量也很多。机械电气设备投入使用后，操作人员必须制定科学合理的设备检修维护方案，从内到外检查设备故障隐患，一旦发生问题后立即采取相应措施进行处理。所以，为了保证煤矿机电设备的安全运行，技术人员必须深刻认识到机械电气设备运行过程中存在的各种潜在危险，并以此为基础制定科学合理的预防性措施，保证机械电气设备的安全稳定运行。

1 机械电气设备的作用

各个领域对资源需求持续增加的过程中，工业生产面临的挑战也压力也越来越大，随着各领域对工业生产质量和效率的日益提高，企业也逐渐认识到自动化技术在机械设备中应用的重要性。机械电气设备应用范围的扩大，提高了工业生产的质量和效率，实现了实时监控自动化设备运行状态的目的。如果机械电气设备在运行过程中发生故障，系统会立即发出报警信息，以便于维修人员第一时间解决，避免因为机械设备发生故障，影响工业生产的进度。自动化技术在机械设备中的有效应用，减轻了工作人员的负担，促进了企业管理水平的有效提升，确保了企业生产目标的顺利实现。由于机械电气设备在提高企业生产效率和质量方面发挥着不可替代的作用，借助自动化技术有效解决了传统工业生产模式下出现的各种问题，降低了机械设备的故障发生率，保证了机械设备始终处在高效运转的状态。由于绝大多数情况下，机械电气设备发生的故障，通过观察表面是无法发现的，所以，维修技术人员必须切实做好机械电气设备内部故障分析和检修的相关工作，然后根据实际情况，制定针对性故障维修方案。随着机械电气设备运行时间的延长，机械电气设备的部分动作参数不可避免地会出现偏离正常值的情况。对此，维修技术人员应该将设备参数与数据量异常动作数据结合在一起，准确识别设备运行过程中可能发生的故障。

机械电气设备故障分析与检修技术的创新与发展，加快了智能技术应用的速度，借助专业软件分析技术诊断和分析机械电气设备发生的故障以及导致故障发生的原因，维修技术人员即可准确找出机械设备内部缺陷，节省了故障诊断所需的时间，提高了机械设备的故障维修效率和质量。此外，随着机械电气设备向智能化、数字化方向的不断发展，维修技术人员借助专业软件不仅能够及时获取实时的机械电气设备运行参数，同时为机械电气设备故障诊断分析工作的开展提供了数据依据。所以，工业企业应该顺应信息技术时代发展的需求，积极探索和研究自动化技术在机械电气设备中应用的途径，选择环境适应性强且质量较高的传感装置，详细记录机械电气设备的实时运行参数，为后续机械电气设备故障判断与诊断分析工作的开展打下良好的基础。

2 机械电气设备维修中的故障诊断

2.1 构建故障诊断模型

机械电气设备在实际运行过程中，经常出现很多引发设备发生故障的振动数据，此类振动数据与传统的训练振动数据相比，其在分布特性方面存在很大的差异。工作人员在开展机械电气设备故障诊断与维修工作时，应该严格按照机械电气设备的运行环境、振动数据特性，建立相应的数据模型，才能将机械电气设备产生的振动数据合理应用于不同运行环境的故障诊断工作中。维修技术人员应该从以下几方面着手，构建完整的机械电气自动化设备故障诊断模型。首先，采集机械电气设备设备不同工况下的运行数据样本，然后采用数据预训练集策略，对比分析两种故障诊断样本之间的差异，即可形成完整的机械自动化电气设备故障诊断分析结果。其次，严格按照机械电气自动化设备故障诊断模型中的参数，将模型中完成训练的隐含层连接在一起，以各个神经元节点参数为故障诊断模型的初始化参数，确保机械电气自动化设备在故障诊断模型样本数量不足的情况下，仍然可以通过自主学习的方式，完成故障诊断分析的工作。

2.2 进行振动信号分类

借助时间函数关系式，合理分类机械电气设备运行过程中产生的振动信号，将其详细划分为故障信号与无故障信号，即可确定故障信号是随机性的信号，还是已经确定的故障信号。以机械电气设备振动时间瞬时值描述为基础，设定体格定时刻，明确确定性信号的振动形式，并以此为基础判断出正弦函数规律振动产生的周期，从而达到根据振动波形，诊断机械电气设备故障的目的。根据信号振动位移与速度变化的数据，确定振动信号的种类，然后借助不同类型的传感器获取机械电气设备运行过程中产生的故障信号。针对机械电气设备运行过程中设备随机信号与确定性信号振动幅值同步增大，振动阈值范围扩大以及潜在风险隐患较大的特点，维修技术人员应该在机械电气设备故障诊断分析时，应该以故障信号变化的特点为基础，诊断分析机械电气设备的故障发生原因，如果机械电气设备发生故障或存在潜在危险时，随机振动信号与确定性振动信号同步增大的同时，机械电气设备的波形周期性变化也随之发生改变，且设备齿轮出现脱落的信号，而信号波形变化中存在的脉冲信号，不仅增加了机械电气设备故障发生的概率，而且对信号谐波变化产生了极大的影响。

2.3 分解设备振动信号

为了提高机械电气设备振动信号分解的准确性，维修技术人员必须构建完整的故障诊断模型，获取机械设备故障发生后产生的高阶体格正数据信号。将时间作为自变量，按照时间先后顺序，将采集的机械电气设备振动信息时域信号，用于机械电气设备故障诊断工作中。通过对设备振动信号的时域分解与处理，利用最终得到了信号故障时域波形，监测波形变化特点，得出准确无误的波形变化信号脉冲与谐波，即可实现准确识别设备共振现象的目的，提高机械电气设备故障诊断结果的准确性。由于机械电气设备维修管理过程中，不同类型的故障信号、波形变化时的特征也各不相同，维修技术人员针对机械电气设备运行过程中可能存在的异常问题，采用科学合理的算法，分解振动信号中的频率，才能准确诊断出机械电气设备存在的故障问题，为后续机械电气设备维修工作的开展提供数据依据。

2.4 设置振动监测点

维修技术人员采取的设置机械电气设备振动观测点的方式，准确分析机械电气设备的位置信息，即可根据采集的相关数据信息，判断出机械电气设备可能存在的故障信息。根据机械电气设备故障诊断要求，将振动观测点设置于机械电气设备齿轮、轴承等关键部位，然后按照机械电气设备运行规律，对比分析各个故障振动观测点位置差异，保证机械电气设备针对观测点位置信息的准确性与可靠性，提高机械电气设备故障诊断效率。

2.5 处理诊断信息熵

借助时域分解设备分解机械电气设备振动信号，维修技术人员可以根据获得的与机械电气设备故障信号函数与衰减变化特点，完成对机械电气设备故障样本信息的筛选标记工作。机械电气设备故障具有的不确定性特点，决定了信息熵在诊断机械电气设备故障不确定性发挥着不可替代的作用。一般情况下，机械电气设备信息熵存在的差异过大的特点，对于机械电气设备故障诊断准确性的提升有着极大的促进作用。所以，维修技术人员应该严格按照机械电气设备故障诊断的要求，详细计算不同类型的振动信号平均密度与领域密度的数据，才能达到有效减少样本平均密度的目的。通过对机械电气设备管理维修数据的整理与分析，剔除机械电气设备维修模型中的主动学习样本，建立健全故障信号离群点常亮系数，并在综合考虑机械电气设备故障振动信号波形变化特点的基础上，完成对机械电气设备故障诊断信息样本的筛选工作，减少了信息不确定性问题对机械电气设备故障诊断结果准确性产生的影响。

3 机械电气设备维修优化措施

3.1 加强机械设备的定期检修保养

由于机械电气设备在长期运行过程中，必须保持正常运行状态，所以采取有效措施定期开展机械电气设备部检修保养工作对于机械电气设备的安全稳定运行有着极为重要的意义。工作人员在开展机械电气设备定期检修保养工作时，应该从机械电气设备运行状态的分析着手，如果确定机械电气设备运行错误，则应该立即执行设备调试策略，直至机械电气设备恢复正常运行状态为止，避免因为机械电气设备存在故障隐患，造成更大的经济损失。首先，定期开展机械电气设备的检修保养工作，避免因为机械电气设备运行环境温度不合适或灰尘过大影响设备的安全运行，采取有效措施控制环境温度，定期清扫设备运行环境，才能在有效提升机械电气设备运行安全性与可靠性的基础上，为企业创造更多的经济效益。其次，维修人员在开展机械电气设备定期检修保养工作时，应该仔细检查机械电气设备的各个零部件，及时发现和排除可能存在的潜在安全隐患，降低设备损失与消耗，降低机械电气设备安全事故的发生率。另外，机械电气设备使用寿命的不断增加，设备运行故障的发生率以及设备使用成本也随之增加。所以，为了提高机械电气设备运行的效率，维修人员必须加大设备定期检修保养工作的力度，在日常检修过程中，根据设备实际运行情况，建立设备检修保养期限，由检修人员严格按照检修记录中记录的项目开展设备检修工作，为后续工作人员开展设备检修和保养工作提供数据依据。

3.2 完善机械设备的检修管理机制

由于机械电气设备类型较多，因此，工作人员必须建立完善的机械电气设备检修管理机制，才能达到有效提升机械电气设备工作效率的目的。（1）编制机械电气设备型号与使用年限数据库。制定科学合理的机械电气设备检修任务与计划，有效提升机械电气设备检修管理工作的精准性。（2）机械电气设备的有效应用，虽然有助于企业经营利润的提升，但是机械电气设备运行过程中发生的故障，也在一定程度上增加了企业的经营成本。所以，相关企业必须采取有效措施，加大机械电气设备检修管理工作的力度，严格按照机械电气设备使用情况和环境，制定科学合理的故障诊断检修策略，通过对机械电气设备故障的及时检修，提高生利用率。（3）组建专业化机械电气设备故障诊断检修技术团队，全面负责企业机械电气设备的故障诊断与检修工作。针对机械电气设备类型较多的特点，相关企业应该根据自身的实际情况，组建专业化维修技术团队，根据机械电气设备故障诊断工作的特点，选择最佳的故障诊断与检修技术，为后续设备故障维修工作的顺利开展做好充分的准备。

3.3 实施机械设备岗位责任制

为了提高企业的生产效率和质量，各个企业应该加快产业结构调整的速度，加大生产设备更新换代的速度，提高机械电气设备的技术水平。企业在开展机械自动化检修管理与保养工作时，应该鼓励技术人员，合理利用先进的材料与工艺，解决企业在设备安全管理过程中存在的问题，充分发挥技术更新的优势，增强企业的市场竞争力，为后续机械电气设备管理流程的开发打下良好的基础。另外，技术人员在开展机械电气设备故障检修与保养工作时，应该严格按照设备运行规则和要求，做好机械电气设备的清洁工作，保证机械电气设备始终保持安全稳定的运行状态。

4 结语

总而言之，科学技术的迅速发展，为工业制造产业的可持续发展提供了强有力的技术支持。随着工业生产对机械电气设备需求量的持续增大，企业的生产效率和质量也随之大幅度提升。所以，企业在生产经营过程中，必须积极探索和研究机械电气设备管理维修过程中故障诊断与技术创新的途径，运用先进的数据模型分析技术提高机械电气设备故障诊断的准确性，制定科学合理的机械电气设备故障维修方案，为企业的可持续发展打下坚实的基础。