第一篇：運(yùn)用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)方法對煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修(張修亮)

運(yùn)用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)方法對煤礦機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修

張修亮

（安徽神源煤化工有限公司鄒莊煤礦；安徽淮北 235123）

摘要：從“掌握故障診斷基本技術(shù)、運(yùn)用故障診斷技術(shù)對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修、礦山機(jī)電設(shè)備維修應(yīng)注重的問題”等方面，介紹礦山如何做好機(jī)電設(shè)備故障診斷和維修。

關(guān)鍵詞：故障診斷技術(shù)；機(jī)電設(shè)備；維修；煤礦 1 引言

近年來，隨著煤炭經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，許多礦井都加大了生產(chǎn)規(guī)模，通過更換大型生產(chǎn)設(shè)備及擴(kuò)建，以大幅度增加產(chǎn)量。為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，積極引進(jìn)、采用了先進(jìn)的技術(shù)裝備，保證設(shè)備可靠運(yùn)行，從而達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。國內(nèi)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，還很難滿足上述高目標(biāo)的要求。其主要的采、運(yùn)、排設(shè)備，需要從國外引進(jìn)。煤礦實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效生產(chǎn)，就必須保障設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，沒有設(shè)備就沒有產(chǎn)量。因此，礦山機(jī)電設(shè)備的維修和保養(yǎng)工作就愈發(fā)至關(guān)重要，否則很好設(shè)備也無實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。引進(jìn)設(shè)備往往維修不太方面，只有將維修和保養(yǎng)工作做好了，才能真正的發(fā)揮設(shè)備高產(chǎn)高效的作用，從而為企業(yè)的生產(chǎn)保駕護(hù)航。目前，國內(nèi)對大型礦山設(shè)備的維修方法，基本上還是沿襲計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的模式，與國外相比還有很大差異，很多環(huán)節(jié)還不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。運(yùn)用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)對礦山機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修很有必要。只有吸收先進(jìn)的技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)，才可以做好礦山機(jī)電設(shè)備的維修工作，并提高礦山設(shè)備的管理水平。最主要的就是要改變現(xiàn)有的維修體制，使之適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行規(guī)則。這樣才是礦山實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的根本保障。掌握故障診斷基本技術(shù)

掌握和運(yùn)用設(shè)備故障診斷技術(shù)，就是要從設(shè)備運(yùn)行信息的采集、信息的整理與分析、通過與標(biāo)準(zhǔn)的對比、確定故障狀態(tài)和部位、提出診斷決策方案和診斷結(jié)果等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行。

1)信息采集技術(shù)。通過準(zhǔn)確地采集和測量，反映設(shè)備狀態(tài)的各種信號和參數(shù)。它是通過各類安裝在設(shè)備上的傳感器來實(shí)現(xiàn)的，而傳感器所產(chǎn)生的各種信息 1 傳入數(shù)據(jù)貯存器或計(jì)算機(jī)之中。

2)信息處理技術(shù)。將現(xiàn)場采集的設(shè)備各種信息，并不能直接被用來判別設(shè)備的狀態(tài)，其中存在著有關(guān)和無關(guān)的信息，我們必須將這些信息經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換，變成人或機(jī)器能讀懂、有用的信息，從而達(dá)到信息采集的目的。信息處理技術(shù)就要完成這個(gè)功能和目標(biāo)的。

3)分析與識別技術(shù)。對處理后的信息進(jìn)行識別和分析，并與設(shè)備運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對，確定設(shè)備的狀態(tài)和故障類別，判斷具體故障，并找出原因所在。

4)數(shù)學(xué)模型的建立。由于設(shè)備運(yùn)行中有很多參數(shù)，其參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)和產(chǎn)生故障密切相關(guān)，所以需建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確反映出設(shè)備狀態(tài)與產(chǎn)生故障的各種參數(shù)間的相互關(guān)系。該數(shù)學(xué)模型的建立，對設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)非常重要。

5)預(yù)測技術(shù)。在分析與識別各類信息的基礎(chǔ)上，對設(shè)備故障的發(fā)生和部件的剩余壽命進(jìn)行預(yù)測。運(yùn)用故障診斷技術(shù)對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行維修

1）溫度、壓力監(jiān)測診斷法?？衫媚Σ粮薄⑤S承和齒輪傳動(dòng)箱等部位的溫度、壓力傳感器，定點(diǎn)在線監(jiān)測機(jī)電設(shè)備相關(guān)部位的溫度和壓力參數(shù)。連續(xù)對這些部位進(jìn)行監(jiān)測，并記錄歷史變化數(shù)據(jù)，這能快速、直觀地反應(yīng)工況狀態(tài)，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和預(yù)測故障的狀態(tài)與發(fā)展趨勢。該在線監(jiān)測診斷法是一種普遍的監(jiān)測診斷手段，突出的優(yōu)點(diǎn)就是能正確、快速和靈敏的反應(yīng)設(shè)備的工況狀態(tài)。

2）故障歷史記錄參考診斷法。該法是依據(jù)機(jī)電設(shè)備的系統(tǒng)組成原理，從出現(xiàn)的故障明顯部位著手，對該局部故障的所有依賴性元器件和系統(tǒng)進(jìn)行分析排查，直至找出故障的癥結(jié)。該法也是設(shè)備使用維護(hù)手冊的中主要部分。在機(jī)電設(shè)備發(fā)生故障后，對故障產(chǎn)生的過程進(jìn)行細(xì)致排查，可以得出最終診斷結(jié)論，并將這一結(jié)論有效地集中歸納后，便可以形成一個(gè)故障診斷集。再次出現(xiàn)相同的故障現(xiàn)象，便可通過查找上次的診斷路徑對故障進(jìn)行診斷和處理。其為依賴歷史診斷經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)點(diǎn)是在故障現(xiàn)象相同的情況下能夠比較快捷地定位。

3）模糊數(shù)學(xué)法。機(jī)電設(shè)備的故障現(xiàn)象與故障原因之間通常具有多種對應(yīng)關(guān)系，既有確定性的因素，又有隨機(jī)的因素，使得故障具有漸變性與隱蔽性等特點(diǎn)。根據(jù)這種非線性復(fù)雜映射關(guān)系，在保證診斷精度的要求下，可將模糊數(shù)學(xué)引人設(shè)備的故障診斷中。通過建立模糊診斷數(shù)學(xué)模型，使得定量分析與專家經(jīng)驗(yàn)、定性 分析相結(jié)合，并在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，這為設(shè)備故障診斷決策者提供了輔助作用。數(shù)學(xué)模型的建立，需要參考到設(shè)備的故障知識特性，選取適合的表示方式，建立表示故障原因和各種征兆之間模糊因果關(guān)系對應(yīng)矩陣。矩陣中的隸屬度值的確定需要參考大量故障診斷經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)測試的結(jié)果，隸屬度值可由實(shí)際診斷過程中產(chǎn)生的概率數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)刷新。為提高診斷的精度，可在診斷的過程中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累對權(quán)矩陣進(jìn)行修改。

4）故障診斷專家系統(tǒng)法。機(jī)電設(shè)備故障通常具有復(fù)雜性和隱蔽性，采用傳統(tǒng)的診斷方法難以快速、準(zhǔn)確地診斷。而專家系統(tǒng)能夠綜合運(yùn)用領(lǐng)域?qū)＜业慕?jīng)驗(yàn)和專門知識，模擬專家的思維過程，對故障進(jìn)行分析求解，從而得出可靠的診斷結(jié)論。國內(nèi)現(xiàn)有的一些礦山機(jī)電設(shè)備故障診斷專家系統(tǒng)，其知識庫的構(gòu)成通常先借助于建立設(shè)備故障樹，對故障樹進(jìn)行定性、定量分析后得出由產(chǎn)生式表示成的許多條規(guī)則。故障樹是故障診斷分析的初始知識模型，它來源于對現(xiàn)場故障診斷數(shù)據(jù)的歷史記錄和分類總結(jié)，其內(nèi)容包含了故障源的特性及進(jìn)行故障決策和求證目標(biāo)故障源所需的目標(biāo)結(jié)點(diǎn)。在實(shí)際故障診斷過程中，規(guī)則前提條件的重要度一般由領(lǐng)域?qū)＜姨峁?。目前有人將粗糙集理論引入到對設(shè)備診斷規(guī)則的約簡當(dāng)中，挖掘規(guī)則集中各規(guī)則中條件的隱藏關(guān)系，剔除不必要的屬性，揭示了故障診斷信息中內(nèi)在的冗余性，獲得最簡專家診斷規(guī)則，從而提高了設(shè)備診斷效率。

5）小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和信息處理方法，在模式識別、信號處理、自動(dòng)控制與人工智能等諸多領(lǐng)域得到了實(shí)際的應(yīng)用。采用某種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成的活性網(wǎng)絡(luò)，通過學(xué)習(xí)可以描述幾乎所有任意的非線性系統(tǒng)。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)等能力。機(jī)電設(shè)備的故障診斷中從故障初始征兆到故障源的映射，通常具有復(fù)雜的非線性映射關(guān)系，所以將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)應(yīng)用于設(shè)備某些系統(tǒng)的診斷是當(dāng)前故障檢測的前沿技術(shù)，可靠性高。礦山機(jī)電設(shè)備維修應(yīng)注重的問題

1）完善機(jī)電設(shè)備維修管理體制。設(shè)備維修管理要有統(tǒng)一的組織，統(tǒng)一的制度。不能讓機(jī)電設(shè)備絕對分家，但有些工作是不能相互代替的，尤其是操作人員未經(jīng)培訓(xùn)或未取得專業(yè)操作合格證時(shí)。機(jī)械技術(shù)與電氣技術(shù)管理的對立與統(tǒng)一矛盾始終要處理好，所以完善的共同維修管理體制是保證設(shè)備完好運(yùn)行的關(guān)鍵。

2）注重技術(shù)改造。設(shè)備技術(shù)改造是延長設(shè)備壽命的有效措施，而技術(shù)改造要注意機(jī)電共同參與。為了進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的有效狀態(tài)監(jiān)測與保護(hù)，必須在改造過 程中，充分考慮電氣部分的可行性。

3）重視維修技術(shù)培訓(xùn)。設(shè)備的電子化、自動(dòng)化控制是提高勞動(dòng)效率、降低運(yùn)行成本的重要途徑。在設(shè)備購置及管理過程中，必須將技術(shù)培訓(xùn)工作放在首位，不論是設(shè)備操作和維修的人員，都要接受技術(shù)培訓(xùn)。而機(jī)工、電工要做相互滲透培訓(xùn)，培訓(xùn)中心要增設(shè)機(jī)電共同維修的基礎(chǔ)專業(yè)課程。尤其在現(xiàn)場工作中要做好繼續(xù)學(xué)習(xí)的培訓(xùn)工作，機(jī)工要充分了解機(jī)械部分的工作要求與作用，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)首先根據(jù)故障現(xiàn)象由最可能的一方或最容易判斷和修理的一方去處理。這樣才能高效做好檢修。結(jié)束語

掌握、運(yùn)用好先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備故障診斷和維修技術(shù)，是保障設(shè)備可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的前提，也是保障煤礦高產(chǎn)高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)。引進(jìn)再先進(jìn)的機(jī)電設(shè)備，故障診斷和維修技術(shù)跟不上，也是不能發(fā)揮設(shè)備的潛能和作用的。參考文獻(xiàn)：

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