摘要:在矿山机电设备维修中应用故障诊断技术,既符合我国国情,又能吸收先进的技术和经验,有利于提高矿山管理水平,改变现行的维修制度,使之适应市场经济的运行规律。对矿山机电设备故障原因进行了分析,详细阐述了故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用。
关键词:故障诊断;矿山;机电一体化;维修;智能诊断
一、设备故障诊断技术概况
㈠设备故障诊断技术的概念
基本上,设备故障诊断技术是一种保护措施,以确保在不延误生产过程的情况下,设备各部分的参数是否处于设备最佳使用状态。从精确的仪器和仪表数据中了解所检测的设备是否适合工作,是否能正常工作,是否有损坏或在一定程度上参数值有变化,如果出现异常,是什么原因导致的问题,损坏的范围有多大,是否能继续工作,是否能继续工作,根据部件的损坏程度测量能继续工作的时间长短,并观察是否能使用替代部件以延长使用时间,降低成本。所有这些都是在设备正常工作状态下完成的。
㈡设备故障诊断技术的基本原理
正如其名称所示,设备故障是由外部和整个机械表现出来的不协调性,即,通过检查来发现故障问题,这种不协调性是由于部件损坏或在使用过程中由于某些因素可能会长时间不间断地使用,或者电流通过量太大,再或者是不适当的操作,而产生的参数值,又不亚于断电设置太大,更一般地说,运行不正确。当故障出现时,这些参数的变化将被外显于部件的某些物理变化中,这些变化被称为特征因子,也可以被称为特征参数。能灵敏地反映机械系统故障状态的特征参数是故障诊断的敏感因子,而设备不能运行时的敏感因子的值是阈值。观察表面的变化并不能忽略本质问题,有可能从外部看并无异常或功能不全,但由于检测到特征参数异常过大,这也是一种设备故障,仅当该参数值在设计范围内波动时,才算正常运行。当故障严重性增大时,特征参数也随之增大,即故障问题越大,特征参数的值越大。总之,通过检测出特征参数,可以对故障问题作出判断。根据故障程度与特征参数成正比的原理分析故障。这一特征参数比外部现象的故障更加精确。这就是说,可以通过不同零件的特征参数,判断哪一个零件存在故障问题,这些问题是否影响到整个机械设备的正常运转,能否不更换而继续使用,这就是设备故障技术的原理。
二、矿山机电设备故障的成因分析
㈠合作关系的变化
在设备发生故障后,通过对故障部位的观察,可以发现大部分故障形成都是由于部件本身的损伤以及部件之间装配关系的改变所致。部件损坏是指由于机械设备在使用过程中,各种因素的共同作用,使部件原有形状、尺寸与原设计的性能发生偏离而造成的损坏。部件常见的损伤主要是由老化损伤和意外损伤引起的。
㈡设备超负荷运转
每一个设备在设计时都有一个输出参数的限值,当设备的实际输出参数超过限值时,它的正常运行状态就会被破坏而发生故障。在设备超负荷运行造成故障时,必须对设备的技术参数进行调整,并采取相应的维修措施,以提高设备的承载力。
㈢设备工作容量损失
装备作业能力损失是指随着时间的推移,在机械内外因素的共同作用下,设备的综合能力不断损失。机件配合刚度下降,间隙增大,零件老化磨损,设备摩擦系数增大,磨损和负荷增大,热增加,设备关键连接负荷增加,零件扭曲变形和磨损等是引起故障的主要原因。
三、故障诊断技术在矿山机电设备检修中的应用
㈠诊断类型
在矿山机电设备维修工作中,故障诊断的主要目的是:对机电设备进行计划状态的维修检修,以保证机电生产设备能持续运行。正常情况下,矿山机电设备的故障诊断维修,根据其类型大概可以分为以下三类。
1.事后的维修保养
后修主要是针对矿山机电设备发生故障后采取的一种补救措施,并非主动采取的补救措施,这是由于矿山机电设备大多是在未作充分准备的情况下实施的,因此此类后修措施,对于矿山机电设备的后修维修质量不高,效果不理想。
2.按一定的操作周期进行大修
这样的维护方式比较固定,相对来说比较有强制性,但是这是对机械设备比较负责的体现。该方法维修方便,在大多数情况下是根据给定的既存使用周期或维修周期进行具体操作。在外人看来,这似乎是增加了徒劳的成本和人工,但这是一种精益求精的态度,这在一定程度上是节省了成本,对设备的积极保护,可增加设备的使用寿命,延长使用寿命,及时发现问题及时修理,避免由于大问题而长期停产,得不偿失,因此,固定性维护还是必要的,无论是否出现异常情况,都要及时发现。把问题想清楚。防范突发事件造成的经济损失。
3.计划状态检修
如今科学技术日新月异,每个人都有责任学会使用科学数据分析,通过分析详细数据,我们还可以推断下一次故障发生的时间,大概是大多数人都能做到的。尽管不能非常精确地估计具体日期,而且这种估计也会有误差,但这样的预测可以给企业敲响警钟,因为很可能在下一步的某一部分会出现故障,而不会引起意外。力图在设备出现之前就把它阻止在萌芽状态。这样既能延长矿山机电设备的使用寿命,又能消除设备存在的安全隐患,从而保证生产的顺利进行。
㈡故障诊断方法
1.参考故障历史记录的诊断方法
该方法是根据矿山机电设备的系统构成原理,从发生的明显故障入手,对所有与局部故障相关的部件和系统故障进行分析与查找,直至找到故障症结。本方法是矿山机电设备维修保养手册的重要组成部分。当矿井机电设备出现故障后,仔细查找故障产生的过程,可以得出最终的诊断结论,有效地集中归纳这些结论后,就可以形成故障诊断集。同样的故障现象再次出现时,则可通过查找最后一次诊断路径进行故障诊断和处理。该方法纯粹依靠历史诊断经验,其优点是能较快定位相同故障现象。
2.智能诊断技术
智能化诊断技术是通过系统控制,模拟人的大脑特征,有效地获取、传递、处理、再生和利用故障信息,利用已有专家在该系统中的诊断经验和策略。第五卷第十章介绍了模糊诊断法,灰色系统诊断法,专家系统诊断法。当前,专家系统和神经网络是故障诊断中最为活跃的研究领域,这两种智能诊断方法在煤矿矿井应用十分广泛,且潜力巨大。矿井机电设备故障往往具有复杂性和隐蔽性,常规诊断方法很难对其进行快速准确的诊断。该系统能综合运用领域专家的经验和专长,模拟专家的思维过程,分析解决故障,得出可靠的诊断结论。以人工智能为基础的专家诊断系统,是利用计算机模拟出在某一领域有突出贡献的专家,并以其经验为基础解决设备故障的一种新的诊断方法。
3.仪器诊断法
仪表诊断技术是通过对机电系统液压系统的某些内部参数,如压力、温度、振动、泄漏、执行元件的速度、力矩等进行控制,再通过仪表显示或计算机操作来作出判断。诊断仪主要有三种类型:通用性、专用性、综合性。非接触式、便携式、多功能、智能化是该技术的发展方向。
4.数学模型分析技术
数模诊断技术指用数学方法解决设备故障的一种方法,主要是通过测量一些特征值,然后通过测量、分析和处理这些信号,判断出故障源的位置。它的本质是一种以传感器技术和动态测试技术为手段,基于信号处理和建模的诊断技术。
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