矿山机电设备故障的检测技术探析

卜庆玲

卜庆玲

山东省微山湖矿业集团有限公司277600

【摘要】随着我国采矿业的不断发展，采矿业自动化程度的不断提高，机电设备在现代化的工业生产过程中发挥着越来越关键的作用，其安全稳定运行就显得特别关键。故障诊断技术利用先进的技术和经验来改变传统的维修模式，提高矿山机电设备的使用效益以及矿山的整体管理水平，增加矿山的经济效益。对此，本文将对矿山机电设备的故障检测技术进行探讨，旨在改善矿山机电设备的运行效率，确保其安全、经济、可靠的运行。

【关键词】矿山机电设备；故障；检测技术；故障诊断

现阶段，我国大多数的矿山设备所采用的维修方法以及设施，通常应用计划经济体制模式，和国外发达的国家相比，差异较大，其中部分模式已无法适应当前市场经济的需要。而在矿山机电设备维修应用故障检测诊断技术，不仅结合我国的国情，还吸收了先进技术及经验，有效提高矿山的生产管理水平，改变传统的维修体制，以便适应当前市场经济的体制。一、机电设备检测方法

（1）温度、压力检测法

这是一个比较常见的方法，机电设备在发生故障时，很多时候都会出现高温或者压力过大的情况。所以我们可以利用温度和压力传感器，对矿山机电设备的相关部件进行温度和压力的监测，并做好数据记录，然后利用相关软件进行数据分析，就可以大致推算出未来某个时刻的温度或者是压力值。如果推算出某个时刻数值高于能够承受的范围，就说明有故障存在，就应该及时处理。

（2）铁谱检测诊断法

随着科学技术的发展，这种方法在最近几年才得到了较好的应用。它的工作原理是将润滑油中加入少许磨屑，然后让润滑油流过一个高强度、高梯度的磁场，利用磁场力把铁磁性磨屑从润滑油中分离出来，再按照磨屑颗粒的大小顺次沉淀在基片上，制成谱片，然后利用铁谱显微镜进行定量测定，可以得到磨屑的浓度和大小，我们就可以据此推断出机器磨损程度，可以为设备的更换或者维修做好提前预测。

（3）神经网络法

神经网络具有独特的结构和信息处理方法，这使得它在信号处理、自动控制和未来人工智能等领域有着广泛的应用。利用网络拓扑结构形成的活性网路，通过学习功能可以描述成几乎所有非线性系统。因为矿山机电检测中，故障的存在和故障的映射出的表征通常都具有非线性的映射关系，所以神经网络这种非线性的自学习和自适应能力在矿山机电设备检测技术中有着重要的作用。

二、机电设备中检测技术的应用

1.矿井提升机设备的故障检测与诊断

提升机是矿井生产以及运输过程中其关键作用的基础设备之一，提高矿井提升机系统的可靠性就显得十分重要，而完善的故障预测技术是提高提升机系统可靠性的重要措施。目前普遍采用单一传感器对提升机控制系统进行检测，并对其频谱进行分析，达到对故障诊断的目的。但由于矿井提升机主要工作机构如制动系统、机械传动系统、润滑系统等，它们在工作过程中，都有可能出现故障，这就给准确判断故障类型造成很大困难。多传感器信息融合技术对提升机的故障进行诊断，从而导出新的、有意义的信息，而这种新信息是任何单一传感器所无法获得的，它表示了被检测目标对象的行为。通过多传感器信息融合，可以扩大时空覆盖范围，增加置信度，改善检测系统的可靠性。

2.矿用通风机的故障检测与诊断

目前，市场上针对矿用通风机的故障检测与诊断的技术还不是很多，但是针对通风机的故障检测与排除却是十分重要的，它在很大程度上决定了矿工以及管理人员的身体健康。在现阶段，矿山企业可以选择KF－CA型号的通风机集中检测仪或者FJZ型号矿井通风机在线监测和故障诊断仪，二者在通风机的故障检测方面都是非常先进的，具有高效、丰富的指令系统，如16位的定时器、18位的中央处理器、16位的监视定时器以及高速的数据传输接口等，其检测与诊断的基本原理为：发出指令→诊断仪实施诊断→处理器进行检测分析→定时器进行时间限定→诊断结果的高速输入与输出→完成诊断。

3.采煤机的故障诊断与工况检测

3.1故障诊断与工况检测单元

该单元通过Windows操作系统与微型计算机相连，并实现了与采煤机控制中心的接点通信，当该单元检测到设备故障时，会在第一时间在屏幕上显示采煤机故障的类型，并同时向采煤机的控制中心发出报警信号，这时控制中心可以及时采取相应的控制措施。

3.2变频器通信单元

该系统的变频器通信单元拥有独立的液晶显示屏，可实现对27个工况参数的检测，如采煤机的变频器输入电压、电流、牵引速度等参数；此外，该单元还拥有多种保护功能，例如过压或欠压保护、过载保护、温度保护、过流保护等。该单元的主要作用和职能就是将检测信号准确、及时传送到故障诊断与工况检测中心，由检测中心对相应的数据进行处理，最终实现集中显示。

3.3检测显示单元

该系统的显示单元主要包括一块液晶彩色显示屏和相关的组成电路，能够实现对采煤机运行状况报警、操作状态的提示、故障检测结果以及所有工况检测参数等内容的显示。

4.高压异步电动机的故障检测与诊断

高压异步电动机在矿山机电设备中得到了大量而广泛的应用，由于设备在运行过程中会受到机械磨损、绝缘老化等因素的影响，因此需要引起设备管理人员的足够重视。针对高压异步电动机的故障检测与诊断技术主要有：

4.1局部放电检测

研究发现，高压电动机定子侧的许多电气故障都呈现出放电现象加剧的趋势，而且放电现象与电机的绝缘剩余寿命有。通过高频检测仪和CT，或通过射频天线和带通滤波器检测局放脉冲，可辨别各种局放源以诊断定子的不同故障。

4.2磁通检测

电机的定子故障会使内部磁通在切向和径向上的分量产生改变，因此可以对其两个分量的磁通变化情况进行检测，这样就可对定子故障进行诊断。这种方法虽然在高压电机的定子侧的多种故障检测中得到了很好的应用，但是必须配备专业的磁通检测仪器，使用起来不是很方便，并且队员较弱信号的检测效果较差。

三、结语

矿山机电设备的安全、可靠运行是至关重要的，对其故障的检测和相关技术的运用需要引起设备管理人员的足够重视，并多加强对相关工作人员在专业知识、安全意识等方面的教育和培训，构建健全、完善的矿山设备故障检测诊断机制，及时完善相关管理制度和规范，这样才能维持矿山机电设备的正常运转，实现更高的经济效益和社会效益。