故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用分析
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【摘 要】煤矿机电设备故障的产生原因很多，依靠人的肉眼很难直接判断其具体属性。当设备出现故障后，必须第一时间进行诊断；可以采用仪器对故障设备进行全面检查，在完全了解故障的类型、属性、原因之后，有针对性地选定相应的维修技术来消除故障。本文基于故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用展开论述。
【关键词】故障诊断技术；煤矿机电；设备应用
中图分类号：P694 文献标识码：A
引言
煤矿机电设备作为矿井生产得以持续有效开展的必要保障之一，如何实现对其故障的快速、精准诊断对矿井生产有着不可替代的重要作用。运用有效的故障诊断技术能在及时了解设备运行状态的同时对机电设备整体或局部组件的异常与否予以判定，并对故障发生位置及原因予以分析确定，从而为故障的快速排除提供有力指导。特别是在矿井机电设备使用数量不断增加的同时，研究更加行之有效的故障诊断技术，对矿井的现代化建设有着积极作用。
1煤矿机电设备故障检测的重要性
1.1提升煤矿设备的作业效率
利益最大化是企业永恒的目标，煤矿企业也不例外。随着煤矿企业对机电设备需求量的增大，如何对机电设备进行故障诊断，如何判断故障因素，并不定时地对煤矿机电设备进行必要的故障检测，成为了维修人员的重要任务。对于所出现的故障，要做到及时处理，从而规避生产中可能出现的损失，延长机电设备的使用寿命，这有助于降低成本，提高作业效率，从而保证企业的经济效益[1]。
1.2延长机电设备的使用年限
机电设备的故障主要可分为故障产生前和故障产生后，而前期的煤矿设备故障诊断是最基本的检修方式。不论是故障产生之前还是之后，都需要进行机电设备的维修保养，其目的在于延长机电设备的使用年限，保证其设备的正常运行。合理运用故障检测技术进行前期机电设备的故障诊断，是保证机电设备正常运转的前提，可及时发现一些潜在的安全隐患，做好预防措施，能够避免机电设备出现更多问题，从而降低故障的发生率，这对机电设备的安全作业具有重要影响。
2煤矿机电设备产生故障的原因
设备超负荷运行：机电设备不是永动机，它也会随着运行时间的增加，逐渐产生磨损，尤其是在长期超负荷的运行之下，设备的磨损老化状况更会加倍恶化，导致设备最终产生故障。因此，在设备的实际使用过程中，如果操作人员不注意设备的运行时间，导致设备长期运行得不到修整，就会致使设备超出了自己的极限应用范围，降低了生命周期，增加了故障的发生率。设备本身的损耗：设备在使用过程中，本身就会出现不同程度的损耗，时间越长损耗的程度也就越深，所以即使是没有超负荷运行，设备也会在正常的使用过程中逐渐磨损老化，直至达到一个临界点，产生了故障。设备零部件配合关系的不良发展：矿山机电设备在实际的運行过程中，会受到各种外界或者内部因素的影响，致使设备内部的各个零部件之间的配合度不断下降，从而导致故障的发生。例如，一个零部件出现了磨损状况，在运作过程中，这个磨损就会增加摩擦力，导致高于正常值的热量产生，逐渐导致矿山机电设备的温度上升过高，影响其他零部件的正常运作，最终打破了各个零部件之间的协调合作，导致了设备故障发生。
3煤矿机电设备维修中故障诊断技术的运用
3.1温度诊断技术
大多数煤矿机电设备出现故障时，温度会升高。例如局部部件温度升高、绕组温度升高等。设备运行受到了阻碍，导致驱动力不断增加、过电流引发温度升高。通过温度能够在一定程度上判断故障的存在，如果出现局部部件温度升高，还能够通过温度高的位置粗略确定故障点。温度升高可以分为明显的温度升高和细微的温度升高；前者只需通过人工观察即可判定，后者单依靠人工很难确认，需要采用相应的测温设备来进行测量。温度诊断法的应用十分方便有效，但是存在深度不足的问题，诊断中还需要结合其他方法来确认结果。
3.2高压异步机电动机的故障诊断技术
高压异步电动机相比其他电动机而言，其效率高，在煤矿机电设备中比较常见，是保持煤矿开采作业高效性的重要保障。高压异步电动机故障处理主要是通过信号处理技术和智能技术两个方面进行合理的诊断，这样能够快速判断故障原因，提高诊断的效率。在实际的诊断操作中，可以用磁通检测与局部放电检测相结合的方法进行高压异步电动机的故障诊断，也可通过电流高次谐波进行故障的判断。在这两种方式中，运用前者进行高压异步电动机的故障诊断比应用后者效果更好，因为电流高次谐波的检测在实际应用中较少，很难保证其诊断结果的准确性。
3.3振动诊断技术
煤矿机电设备运行时会产生振动。当设备出现故障时，可能导致振动出现异常，例如振动噪声过大、振动幅度过大等。通过观察设备的振动，能够判断设备是否存在故障现象，也有助于设备应用时的安全隐患排查。目前，振动诊断法可以分为两种类型，即观察法诊断与数据分析法诊断，其中观察法诊断主要依靠专业维修人员的观察来实现，能够判定一些明显的异常振动，而数据分析法诊断主要依靠计算机数据的对比分析来实现。此外，这种方法与上述温度诊断法类似，同样只能够确认故障存在，而对于故障具体信息则“无能为力”。
3.4智能诊断技术
应用智能诊断技术主要是指通过智能设备对系统进行操控，对人脑特征实施模拟，并对故障信息进行有效的获取、传输与处置，并通过进行再生与利用，实现对系统中预先存储专家诊断经验的综合运用，实现对设备故障的诊断。其可细化为众多同类型，主要包括神经网络系统诊断、灰色系统诊断、专家系统诊断、模糊诊断，其中神经网络与专家系统的应用最为广泛，已基本达成了智能化应用。这两种智能诊断技术应用最多的地方就是矿井机电设备中，为矿井的现代化建设提供了持续的有力推动。
3.5无损及温度测量故障诊断技术
随着故障诊断技术的不断向前发展，更为先进诊断技术应运而生，主要有超声波无损检测、磁粉检测、渗透检测、声全息监测等。当对机电设备内部进行故障检测时可以采用中子检测技术、微波检测技术、射线检测技术等。机电设备的无损检测技术是在不损害机电设备的前提下，对机电设备内部结构故障或者外部进行故障分析，在具体应用中应根据矿井设备的材质，加工程度及故障产生的因素等综合确定故障诊断技术，保证能有效对机电故障进行检测。温度故障诊断检测是根据机电设备故障时相关部件温度会发生改变，例如矿井机电设备出现摩擦，设备电气节点出现短路等都会导致设备温度异常增高。在采用温度故障诊断技术时需要在机电设备内安装温度传感设备，对机电设备相关部件的温度进行实时在线测量，并根究温度检测数据进行综合研判。
结束语
高效、科学且精准的矿山机电设备故障诊断技术是推动矿井现代化建设所不可或缺的关键要素，其对于提升矿井机电设备运行有效性、增强设备运行效率、降低设备运行成本、延长设备使用周期有着积极效果，为矿井综合效益的提升提供了有力推动。
参考文献：
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[3]刘波.船舶机电设备振动采集系统的故障诊断技术分析[J].船舶物资与市场，2019（03）：48-49.
[4]靳造造.煤矿井下机电设备故障诊断技术分析[J].能源与节能，2019（03）：117-118.
[5]许宏涛.探究有色金属矿山机械设备的使用维修与故障诊断[J].世界有色金属，2019（01）：36+38.
（作者单位：兖州煤业股份有限公司）
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