刍议矿山机电设备故障诊断及安全检测技术

李文亮

【摘要】近年来，矿山机电一体化设备使用量大大增加，在很大程度上提高了开采效率，但是与此同时，也伴随着一定的风险，设备一旦出现故障，很容易导致各种事故的发生，如果是一些关键性的设备出现大的故障，甚至会造成灾难性的安全事故。因此，必须尽量避免因设备故障导致的经济损失和安全事故的发生。要做到这一点，根本的解决办法就是对设备进行严格的故障诊断及安全检测，以确保其安全、稳定地运行。简要介绍了设备检测技术的发展现状及其在矿山机电设备中的具体应用，并对如何做好矿山机电设备的维修工作提出了建议。

【关键词】矿山机电设备；故障诊断；安全检测

近年来，各种矿山机电设备日趋大型化和高度自动化，并且采矿环境也随着开采深度的增加而变得日趋恶劣，这就要求应用更多的新设备、新技术。伴随着机电一体化设备的应用越来越广泛，其安全性问题日益凸显，近年来由于设备故障造成的安全事故屡见不鲜。鉴于上述原因，如何确保矿山设备的安全运转，就显得尤为重要。

加大对机电设备的故障检测和安全诊断力度，需要采用合理的系统控制理论，并且要建立科学、合理的设备故障预警系统，只有这样才能从根本上减少甚至避免设备故障造成的各类事故。

一、矿山设备故障诊断及安全检测技术简介

（一）技术特点

随着科学技术的发展，现代维修理论及其相关的基础学科理论都在不断发展，一些现代工艺理论和检测技术也逐渐完善，这些都使得设备故障检测诊断技术取得了长足的发展，该技术有以下特点：

（1）目的性强。

进行诊断检测的目的比较明确，就是在设备运行期间发现其故障及存在的隐患后做出准确的定位、分析，在此基础上，制定相应的维修及补救措施，以保证设备的安全运转。

（2）技术涉及面广。

安全诊断及检测维修技术往往涉及到动力学、物理学等各个学科，以及机械制造、自动化应用、液压控制系统等相关领域。因此，故障诊断和安全检测是一个综合性很强的行业，要求相关人员知识面比较广，经验比较丰富。

（二）故障检测的基本技术

（1）分析识别技术。

对在生产过程中收集的相关信息分类、识别和分析，结合设备正常运行时的标准参数进行比对，确定当前设备状态及可能出现的故障部位、故障类别，并及时找出原因进行维修。

（2）信息采集技术。

该技术主要用于对设备运行时期的各种信号和参数进行精确的采集和测量，需要在设备上安装各类传感器，采集实时信息数据，并及时将数据放入存储器或计算机存储。

（3）信息处理技术。

主要是对采集到的信息进行处理，进行必要的加工和转换，对其中有用的信息加以提炼并作出分析。

（4）数学建模技术。

设备在运行过程中参数众多，且往往与设备的状态及是否有故障隐患有密切关系。因此，需要运用数学建模技术，利用一个数学模型来展示各种参数与设备状态之间的关系。建模技术对应用计算机系统检测设备状态至关重要。

（5）预测技术。

通过对采集的各类信息进行分析识别之后，结合相关经验，对设备故障及部件的使用寿命进行合理预测，有助于避免故障的发生。

二、故障检测方法及其在系统中的应用

（一）依据历史信息进行故障检测

该方法是根据机电设备系统组成原理，针对故障部位进行局部故障的分析排查，找出故障原因。该方法在矿山设备维护中占有重要地位。通常在设备发生故障之后，通过发生故障的过程分析，经过细致排查，得出诊断结论，对这些结论进行分类、归纳之后，形成一个有效的故障集合。再出现类似故障时，可以根据故障表现出来的特征，从上述集合中进行查找，采取相应的处理措施。该方法适用于故障现象相同或者类似的情况，往往能够比较快速地对故障进行定位。

（二）观察检测法

通过对机电设备的轴承、齿轮传动箱等部位的温度和压力等参数进行实时检测，将这些数据进行记录并与历史数据相比较，能够直观地反映出设备的工作状态，进而及时发现故障隐患，并对其状态发展趋势进行有针对性的预测。

（三）小波神经网络的应用

小波神经网络是近几年兴起的一种信息处理方法，在模式识别、自动控制、人工智能等诸多领域应用广泛。其优势是对非线性系统进行分析。具有自学习、自适应等特点。该技术是当前诊断矿山机电设备故障的前沿技术。

（四）模糊数学的应用

机电设备发生故障的现象与其诱发原因之间往往存在多种对应关系，并具有一些不确定性，这就使得故障的渐变性和隐蔽性增强。针对这种现象，在故障分析过程中，采用模糊数学的理论进行建模，可以结合定量、定性分析及专家经验，并能在计算机上进行实现，可以有效地进行辅助诊断。实际应用中，往往用矩阵作为存储数据的工具。为了提高诊断精度，应该在故障检测过程中根据实时情况对矩阵的权值进行修改。

三、对提高矿山机电设备维修效率的几点建议

为了提高机电设备维修效率，在实际工作中，应该做到以下几点：首先，需要重视对相关人员的培训工作，例如管理人员、设备操作人员及维修人员等，使其具备一定的设备故障辨别和处理能力；其次，要进行技术改造工作，充分利用科技的力量对相关设备进行改造，以便有效地增加其使用寿命，间接减少故障发生率；最后，需要完善、健全设备维修的管理体制，在维修过程中，需要有统一的组织和制度。这样才能提高机动性，在很大程度上提高维修效率。