矿山机电设备故障诊断技术分析范文

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近年来，由于机电设备故障而引发的矿山事故对煤矿生产和人员安全造成了严重影响，如何有效地开展机电设备诊断成为众多矿山企业急待解决的问题。而故障诊断技术就是针对这一问题，集信息处理技术、传导技术、计算机技术等诸多技术于一体的全新手段，加强此方面的研究，是煤矿企业高效、高质、安全生产，实现可持续发展的必由之路。

1故障诊断技术流程分析

矿山机电设备的故障诊断通常包含5个流程，分别为数学模型构建、信息采集、信息处理、信息分析与故障预测。故障诊断原理如图1所示。

1．1数学模型构建数学模型的构建必须以机电设备运行数据为基础，是鉴定设备运行状况的关键节点。一般而言，所建立的数学模型应当包含设备运行状况、数据参数、故障存在与否三方面内容，并可合理反馈三者相互关系。从而便于使用者快速、精准地进行故障诊断。

1．2信息采集通过安设在设备不同位置的感应装置对设备运行数据进行全面的采集，采集到的信息则被实时传输至计算机存储器中，以便相关程序调用分析。

1．3信息处理采集到的设备运行数据往往十分复杂，难以直接对设备运行状态加以判定，必须借助信息处理将数据进行筛选，剔除其中无用的信息，并对留存的有用信息进行分类整合与转化，使其变为能够被工作人员或电脑快速识别的简易信息。

1．4信息分析与识别经由处理简化后的数据被进一步分析识别后，可同预存的设备正常运行标准数据进行比对分析，从而对设备的运行状况和故障类型进行判定，并对故障的位置和原因进行确定。

1．5故障预测在对各类数据参数进行有效分析识别后，对设备故障的发展趋势及设备未来使用状况进行预估。

2常见矿山机电设备故障诊断方法

2．1历史记录诊断法这种诊断方法是根据机电设备整体构成原理，从发生故障的位置入手，对故障部件所相连的各组件和系统逐层检验，直至确定真正的故障诱因。随后将各类故障的原因进行科学的分类总结，从而形成完善的故障诊断集，下一次再发生类似的故障现象，便能够参照故障诊断集实现故障的快速定位和治理。这种方法完全依赖于企业以往的生产经验，是矿山机电设备维护手册编纂的主要参照内容，优势在于实现故障的快速定位，是诊断常见多发故障的有力手段。

2．2压力、温度监测诊断法通过在机电设备齿轮、轴承等关键部位安设压力与温度感应装置，可实现对机电设备特定部位压力、温度数据的在线实时监测，从而直观展现设备运行工况。与此同时，借助对相关数据的长时间有效记录，则可结合以往故障历史，通过科学、合理的分析，对设备故障隐患及时发现，评估故障的发展趋势。这种方法是当前使用极为普遍的矿山机电设备监测方法，具有反应速度快、准确性高等优点。

2．3基于人工神经网络的故障诊断人工神经网络（ANN）所独有的结构特征与信息处理手段，使其在模式鉴定、信息处理、人工智能等方面有着巨大的应用价值。这种借由某一网络拓扑结构组成的活性网络，能够对任意的非线性系统实现有效描述。除此之外，ANN还拥有自适应、自学习等诸多功效。一般来说，在矿山机电设备的故障诊断中，无论是初始的故障征兆还是最后的故障源映射往往包含了各类非线性关系，有鉴于此，将ANN应用到采煤机等矿山机电设备的故障诊断中有着良好的应用效果和应用前景。

2．4基于模糊数学的故障诊断通常而言，矿山机电设备发生的故障，原因与现象之间存在一定的多重对应关系，这里面既包含可确定因素，亦含有不确定因素，这导致故障往往存在隐蔽性与渐变性等特征。基于这种繁复的非线性映射联系，为确保故障诊断的高效、精准，可将模糊数学相关知识引入到机电设备故障的诊断中，借由构建模糊诊断数学模型，实现定量分析同定性分析、专家经验的有机融合，从而用于辅助矿山机电设备故障的诊断。在进行模糊模型的构建时，首先应当参照设备故障的知识特性，从而筛选出适宜的故障表达关系，构建起展示故障诱因同各种外在现象间因果联系的模糊数学矩阵。需注意的是，矩阵中隶属度的确定必须充分参照大量故障实测数据，且可在使用中随时依据最小数据进行调整。

2．5故障诊断专家系统专家系统是指模拟人类专家对某一问题进行专业解答的计算机软件程序，通过对多位专家经验知识的汇集总结，以此作为判定的参照数据，对工程实际问题给出专业的处理意见。一般而言，国内常见的矿山机电设备故障诊断专家系统，其知识库的构建多是通过先创建故障树，随后借由对故障树的定量与定性分析获得由产生式所组成的各种规则。故障树作为专家系统故障诊断的初始参考模型，其数据多源自于机电设备实际故障参数的历史记录与分析归纳，因此不仅含有故障源特性，更含有实施故障诊断与判定所不可或缺的目标结点。目前在故障领域中主要具备两点功效：一是专家系统可实现同采煤机监测系统的相兼容，从而借助对设备运行监测数据的分析，对采煤机存在的故障类型及故障位置进行确定；二为依据所确定的故障类型与故障位置，对故障的原因进行分析，并就如何解决提出参考意见。

3矿山机电设备故障诊断有效开展的措施

3．1重视员工培训机电设备的自动化不仅是科技发展的必然趋势，更是降低企业成本、提升劳动效率的主要途径。因此在设备的管理中，必须始终重视对技术人员的培训，确保能够熟练操作设备，对设备运行状况进行有效判别，及时发现潜在的故障隐患，并能以最优的方式对故障进行处理。

3．2加强技术改造科学、合理的技术改造是改良机电设备运行状态，延长设备使用周期的重要手段。因此，矿山企业应当积极组织专业技术人员，依据企业自身工作环境，对机电设备进行改造工作，实现设备性能的大幅提升。在改造中应当全面考量设备电气部分的可行性，实现机电共同参与。

3．3完善矿山机电设备管理制度高效的管理制度是确保机电设备故障诊断高效、准确进行的另一保障。矿山企业应当构建完善的机电设备管理制度，实现管理责任的有效落实，并构建完善的奖惩制度，从而保证设备管理维护的直接参与人自觉主动担负相应职责。

4结语

矿山机电设备运行良好直接关系着矿山作业进行的安全与高效。有鉴于此，开展切实高效的矿山机电设备故障诊断与治理意义重大，机电技术人员必须开拓创新，不断学习先进的故障诊断技术，确保故障的及时发现与处理，从而为机电设备的安全、稳定运行提供根本保障。

作者：章名红 单位：大同煤矿集团机电装备力泰有限责任公司