煤矿机电设备管理中机械故障检测诊断技术的应用策略研究
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摘 要：煤矿行业也是机械密集型行业，各种类型的机械设备在使用的过程中出现各种类型的故障也非常多，给煤矿生产的连续性带来较大的影响。因此，全面做好煤矿机械故障检测诊断工作，及时将故障排除非常关键。本文将LabVIEW技术在煤矿机械设备故障诊断中的应用作为研究对象，对具体的诊断技术原理进行了分析，设计了具体的诊断方案，并进行了具体故障检测诊断应用。
关键词：煤矿机电;设备管理;机械故障;检测诊断技术;应用;策略
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.068
0 引言
工作负荷量大、环境较为恶劣是煤矿机械设备的主要特点，这在很大程度上提升了煤矿机械设备出现故障的概率，同时也给故障检测诊断工作带来了较大的难度。在传统的煤矿机械故障检测诊断中，技术更新周期长、精密性低、成本高已经不能满足当前煤矿生产的要求。而大量实践表明，将LabVIEW技术应用到煤矿机械故障检测诊断中，总体成本较低、技术更新较快，灵活度较高，同时可以重复使用和配置，因此，对LabVIEW技术在煤矿机械设备故障检测诊断中应用有着重要意义。
1 煤矿机电设备管理中机械故障检测诊断技术原理
在对煤矿机械设备进行诊断时，对机械设备的振动特征进行分析是主要的分析对象，同时还重点参考机械设备的转速、应变、温度及压力等参数，综合考虑各个因素，得出煤矿机械设备故障类型。具体包含有4个方面：其一是对数据信号进行采集;其二是对特征信息进行提取;其三是对故障状态进行评价;其四是采用人工干预或者系统自动的方式对煤矿机械设备故障进行修正。对数据采集卡得到的设备故障信号进行分析，是LabVIEW技术得出设备故障的主要方式，整个过程中会使用到：功能判定、值域判定、时域判定及逻辑判定等方法对设备故障进行判定。
1.1 诊断检测机械设备振动信号模块
重载是煤矿机械设备主要的运营特点，因此，机械总体诊断较为明显。通常情况下，噪声、简谐诊断分量及其他类型的振动分量会导致机械设备振动。其中对简谐振动有影响的主要因素为机械运转速度与转子固有频率。若机械设备出现了非线性自激诊断，则会导致设备出现不规则振动，观察设备振动波形并对波形进行分析，可判定出机械设备的故障情况。主要测定的振动参数为：振动加速度、速度及振幅等。一般通过差动变压器式电感传感器获取不同时刻机械振幅数值，并形成振动波形，在LabVIEW技术中可将“振幅-时域”波顯示出来，然后将波形与正常情况下的波形进行对比，从而将故障点找出。
1.2 诊断检测温度模块
在对煤矿机械设备进行检测时，对机械设备进行温度检测是常用的检测手段之一，主要测量的温度是机械设备关键位置的温度。在具体测量时，使用的设备类型有：热敏电阻、热电偶、温度传感器等，这其中使用较多的是热电偶，热电偶和温度输入电压的关系如下：
得出的数值具有明显相对性，也就是温度高位置与温度低位置之间的相对数值。操作计算机对检测得到的数据信号进行接收，若接收到的信号超过了某个具体数值，则说明煤矿机电设备出现了故障。
1.3 诊断检测速度模块
在对煤矿机电设备运行速度进行检测时，通常使用到的方法主要有：测速发电机、光电式、机械式及闪光频率式等方法。本次以光电式作为研究对象，光电效应是该种测量方法的主要原理，将二极管与光电晶体管进行组合的方式形成光电开光，LabVIEW技术中使用带孔圆盘对脉冲信号进行收集，得到最终的脉冲数量，从而将机械设备的转动的速度求出来。计算机完成对脉冲信号的收集，然后将具体的转动速度求解出来，通过对比正常转速与实际测定到的转速来判定机械设备是否出现了故障及出现了何种故障。
1.4 诊断检测应变应力模块
通过检测煤矿机械设备应变应力的方式也能够帮助分析机械设备出现的故障，其中最为常用的方法是选择使用电阻应变电测法对应变应力进行检测，力学原理是该种方法的基本，将应变片按照到所要测定的设备上，通过应变片测定机械设备出现的应变，并且在电阻上会出现数值的变化。
2 煤矿机电设备管理中机械故障检测诊断设计
2.1 诊断系统硬件设计
从第一节的分析可以，转动速度、应变、温度、压力及振动等信号均能够帮助诊断煤矿机电设备故障，同时，为了提升整个诊断工作的准确性与稳定性，在对LabVIEW技术应用到煤矿机电设备故障诊断中的应用时，对采集信号样本是否便捷、检测精度是否高、成本是否合理、模块总体扩展性是否较好、多样性是否较高等方面进行了综合考虑，最终得到了其配置与硬件组成。
2.2 诊断系统软件设计
在整个系统中，软件设计为核心，主要包含有应用软件与系统软件两个部分，系统程序包含有WIN7系统、数据采集卡驱动程序及LabVIEW工具等。各种类型的软件可对应变、温度、压力、振动及运转速度等进行监测，同时可以将监测的结果显示出来，系统根据具体的监测结果进行判断和分析，对煤矿机电设备中可能存在的问题进行判定与预测。
3 煤矿机电设备管理中机械故障检测诊断应用
3.1 对振动故障进行诊断
某矿主井提升机出现故障，为了掌握具体的故障类型，选择使用LabVIEW技术故障诊断系统对提升机运行情况进行监测，根据提升机的出场规格，其诊断频率应在9kHz，前面小频率振动表示受干扰小，往后的高频率表示设备处于复杂环境，其频率振动源包含有轴承噪音以及其他干扰因素的振源。当机械负载正常时，将其工作时监测信息同此曲线图加以对比和加以分析，结合经验即可迅速诊断出故障点，便于及时对设备进行维修或零件更换。
3.2 辅助模块诊断检测
对煤矿机械设备的水温、气温、油位等参数进行了全面细致诊断，实现了对煤矿机械设备运行情况的辅助诊断与检测。
4 煤矿机电设备管理中机械故障有效预防措施
4.1 全面提高机械设备操作人员的专业素质
首先，煤炭企业对于煤矿机械设备操作人员在上岗之前应当进行全面的培训，严格落实持证上岗制度。同时，在培训的过程中，应当注重对一些先进维修技术理论的培训和实际维修操控技能的培训，也就是应当注重理论培训和实践培训相结合的方式，帮助机械操作人员构建系统化和专业化的理论知识与操作技能体系。
4.2 加强对煤矿机械设备的日常维护力度
首先，对于各种类型的煤矿机械设备均应当在使用之前全面强化工作，在确保各个机械的设备性能达到了规定要求之后，才能进行工作。同时，应当构建出符合煤矿实际条件的煤矿机械设备日常维护制度，确保使用的各种机械设备能够得到规律性的保养，这对于提升煤矿机械设备的使用效率，降低其出现故障的概率是较为关键的。
5 结束语
综上分析，在对煤矿机电设备故障进行检测诊断时，选择使用LabVIEW技术，设计出对应的硬件与软件，总体可取得较好的诊断效果。同时，在LabVIEW技术的支持下，诊断灵活度较高，扩展性较强且效果较好，有着较强的实践应用意义，此外，这对于更好的推动煤矿机械设备诊断检修朝向智能化、自动化的方向发展提供了有益的探索。
参考文献：
[1]盛二妮，张志刚.基于LabVIEW的便携式旋转机械故障诊断系统的研究[J].煤矿机械，2012，33（07）：251-253.
[2]宋海军，陈步英，李洪燕.基于BP神经网络的煤矿机械故障诊断专家系统的开发[J].煤矿机械，2012，33（08）：264-265.
[3]张国伟.铜钪金属矿重载机械故障检测与智能诊断技术的研究[J].工矿自动化，2011，37（08）：34-37.
作者简介：林文斌（1981-），男，福建武平人，本科，助理工程师，研究方向：煤矿机电技术与应用。
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