运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修

第２８卷第２期煤券技术Ｖ０１．２８，Ｎｏ．０２２００９乍２』１ＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ，２００９

运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修

朱茂明

（黑龙江龙煤矿业集团鹤岗分公司益新煤矿，黑龙江鹤岗１５４１００）

摘要：故障诊断技术被广泛应用于矿山机电设备维修中，它对合理安排矿山生产、设备维修、延长设备使用寿命、减少设备运行与维修成本、提高设备使用效率、追求设备的最小投入创造最大利润起到非常重要的作用，通过分析故障诊断技术的内涵，总结研究了矿山机电设备维修的几种故障诊断方法，为矿山企业的发展提供了参考和借鉴。

关键词：故障诊断；矿山机电设备；维修

中图分类号：ＴＤ６３文献标识码：Ｂ文章编号：１００８—８７２５（２００９）０２一００２２—０３

ＵｓｉｎｇｔｈｅＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅ

ＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆＭｉｎｉｎｇ

ＥｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ

ＺＨＵＭａｏ—ｍｉｎｇ

（ＹｉｘｉＣｏａｌＭｉｎｅ，ＨｅｇａｎｇＢｒａｎｃｈｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＬｏｎｇＭａｙＭｉｎｉｎｇＩｎｄｍｒｙＧｒｏｕｐ。Ｈｃｇａｎｇ１５４１００。Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｍｉｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｑｕｉｐ—ｍｅｎｔ．Ｉｔｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｍｉｎｅｓ．ｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｉｔｉｓａｌｓｏｅｓｓｅｎｔｉａｌｉｎｅｘｔｅｎｄｉｎｇｔｈｅｕｓｅｆｕｌｌｊｆｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｃｏｓｔｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｔｈｅｕｓｅｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄｃｒｅａｔｉｎｇｔｈｅｌａｒｇｅｓｔｐｒｏｆｉｔｗｉｔｈｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔｔｏｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｈｍｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｏｎｎｏｔａｄｏｎｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏ一酊，ｓｅｖｅｒａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｆｔｈｅｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｓｅｒｖｅａｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｔｈｅ。ｄ。ｅｖｅｌｏｐｉｎｇｏｆｔｈｅｍｉｎｉｎｇｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆａｕｌｔｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｍｉｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ

０前言，

近年来，随着中国经济的高速增长，导致了能源消耗大幅上升，也使我国煤炭需求继续保持旺盛增长势头。一些现有露天煤矿进行扩建以增加产量，同时一大批新建的大型矿山项目纷纷立项建设。而

其中：Ｑ＝（Ｑｏ＋Ｑ１）（ｓｉｎａ一／￥ＣＯＳａ）

式中Ｑｏ——矿车的自重，Ｑ。＝８００ｋｇ；

Ｑ。——矿车载运物料的最大质量，Ｑ１＿１５００

ｋｇ；

卜动作系数。

计算得：Ｑ＝９５１．１８１Ｎ

Ｋ＝１＋以了疏

式中乱——挡车栏在静力分量作用下，整个的弹

性变形。

魏＝艿ｌ＋ｄ２＋艿３

式中艿。——挡车栏的弹性变形，取如＝Ｏ．０５ｍ；

文——缓冲弹簧的弹性变形，取艿。＝０．０３ｍ；

文——主轴的弹性变形，取艿。：０．００２ｉｎ。

计算得：筑＝０．０８２ｍ

Ｋ＝１７．４８

Ｐ＝１６６２６。６４Ｎ

选择冲击力为５００００Ｎ的ＺＤＣ型斜井跑车防护挡车装置。

３．２斜井跑车防护挡车装置的安装

通过以上计算，确定了主要技术数据，确保各部件最佳安装位置，保证旋转编码器的准确设置，使电控箱给予挡车栏收放绞车准确的信号，保证了斜井跑车防护挡车装置的准确性。‘

４斜井跑车防护挡车装置的特点

（１）连续性：该装置在防跑车过程中无需中断生产。

（２）反复使用性：每次使用后只需要作简单的修复，即可再次使用。

（３）经济性：由于跑车本身制作成本较低，加上可重复使用，提高了其经济性能。

（４）可靠性：该装置结构简单，安装方便，故障率低。

（５）平缓性：在挡车的同时能有效的制动。

５现场应用情况

该装置在两处主要轨道下山进行了安装应用，通过试验，该系统性能稳定，可靠性高，达到了设计安装要求，能够杜绝由于没有挂矿车钩头、断绳、余绳造成的跑车而继续引发的事故。该装置能有效的控制挡车栏的开启和关闭，有效的防止各类跑车事故的扩大，避免造成人员伤亡和设备、材料损坏的同时，也进一步增加了安全系数，效益显著。

（责任编辑王秀丽）

收稿日期：２００８—１０—２９；修订日期：２００８一１１—０２

作者简介：朱茂明（１９７０一），男，黑龙江鹤岗人，助理工程师，１９９５年毕业于鹤岗矿务局工学院矿山机电专业，现在益新煤矿从事机电技术工作。

第２期朱茂明：运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修?２３?

这蝤大型矿山项目的设计年产量均为１０Ｍｔ／ａ级以Ｌ。为了达到高产高效，必须采用先进的技术装备，保证设备可靠运行。目前国内生产的设备还很难满足要求。因此，其主要的采、运、排设备就需由国外引进。而为了煤矿能够高产高效的运转，其主要生产设备的出动率就必须得到保证，因为没有设备就没有产量。因此，矿山机电设备的维修和保养工作就愈发至关重要，否则再好的设备也无法发挥作用。只有将引进设备的维修和保养工作做好了，才能真正的发挥它们的作用，更好的为企业的生产保驾护航。

目前，我国大型矿ｌＵ设备的维修方法和设施基本上是实施计划经济体制的模式，与国外相比有较大差异，其中很多己不适应市场经济发展的需要。而用于故障诊断技术进行矿山机电设备的维修，则是既结合了我国国情，又吸收先进的技术、经验，这样就可以很好的提高矿ＩＩＪ的管理水平，改变现有的维修体制，使其适应市场经济的运行规则。

１故障诊断技术的基本内涵

１．１故障诊断技术的５个基本环节

运用故障诊断技术，主要有５个环节，即设备运行信息的采集、信息的整理与分析、通过与标准的对比、确定故障状态和部位、提出诊断决策方案和诊断结谢引。

１．２故障诊断技术的五项基本技术

（１）数学模型的建立。设备运行中有很多参数，这些参数与设备状态和产生故障密切相关，必须建立一个数学模型来准确反映出设备状态与产生故障的各种参数间的相互关系。这种数学模型的建立，对设备状态监测的计算机系统非常重要。

（２）信息采集技术。准确地采集和测量反映设备状态的各种信号和参数的技术。一般来说它是靠各类安装在设备上的传感器来实现的，传感器所产生的各种信息传人数据贮存器或计算机。

（３）信息处理技术。现场采集的设备各种信息，并不能直接被用来判别设备的状态，其中存在着有关和无关的２种信息，因此必须将这些信息经过适当的转换，变成人或机器能读懂、有用的信息，才能达到信息采集的目的。信息处理技术就完成这个功能。

（４）分析与识别技术。它是对处理后的信息进行识别和分析，并与设备运行的标准参数进行比对，以确定设备的状态和故障类别，判断具体故障并找出原囚。

（５）预测技术。在分析与识别各类信息的基础上，对设备故障的发展和部件的剩余寿命进行预测。

２用故障诊断技术进行机电设备维修

ｌ参考故障历史记录诊断法

这种方法是依据矿山机电设备的系统组成原理，从出现的故障明显部位着手，对该局部故障的所有依赖性元器件和系统进行分析排查，直至找出故障的症结。此方法也是构成矿山机电设备使用维护手册的主要部分。在矿山机电设备发生故障后，对故障产生的过程进行细致排查可以得出最终诊断结论，将这些结论有效地集中归纳后，便可以形成一个故障诊断集。当再次出现相同的故障现象后，便可通过查找上次的诊断路径对故障进行诊断和处理。这种方法纯粹地依赖历史诊断经验，优点是在故障现象相同的情况下能够比较快捷地定位【３］。?

２．２温度、压力监测诊断法

利用摩擦副、轴承和齿轮传动箱等部位的温度、压力传感器，可以定点在线监测矿山机电设备相关部位的温度和压力参数。连续地对这些部位进行监汉０并记录历史变化数据，能够陕速、直观地反应采煤机的工况状态，还能及时发现故障和预测故障的状态和发展趋势。温度、压力的在线监测诊断法是一种普遍的监测诊断手段，它的优点是能正确、快速和灵敏的反应设备的工况状态Ｈ】。

２．３小波神经网络的应用

神经网络独特的结构和信息处理方法，使其在模式识别、信号处理、自动控制与人工智能等许多领域得到了实际的应用。采用某种网络拓扑结构构成的活性网络，通过学习可以描述几乎所有任意的非线性系统。此外，神经网络还具有自学习、自适应等能力。矿山机电设备的故障诊断中从故障初始征兆到故障源的映射通常具有复杂的非线性映射关系，因此将人工神经网络（ＡＮＮ）应用于采煤机某些系统的诊断是当前故障检测的前沿技术。

２．４模糊数学的应用

矿山机电设备的故障现象与故障原因之间通常具有多种对应关系，既有确定性的囚素，又有随机的因素，使得故障具有渐变性与隐蔽性等特点。针对这种非线性复杂映射关系，在保证诊断精度的要求下，将模糊数学引人采煤机的故障诊断中，建立模糊诊断数学模型，使得定量分析与专家经验、定性分析棚结合，并在计算机上实现，为采煤机故障诊断决策者提供辅助作用。数学模型的建立首先需要参考到采煤机领域的故障知识特性，选取适合的知识表示方式，建立表示故障原因和各种征兆之间模糊因果关系对应矩阵。矩阵中的隶属度值的确定需要参考大量故障诊断经验和实验测试的结果，隶属度值可由实际诊断过程中产生的概率数据进行实时刷新。为了提高诊断的精度，可以在诊断的过程中根据经验积累对权矩阵进行修改。

２．５故障诊断专家系统

矿山机电设备故障通常具有复杂性和隐蔽性，采用传统的诊断方法难以快速、准确地诊断。而专家系统能够综合运用领域专家的经验和专门知识，模拟专家的思维过程，对故障进行分析求解，得出可靠的诊断结论。近年来，基于专家系统的矿山机电设备故障诊断方法是目前国内最为活跃的研究领域。

国内现有的一些矿山机电设备故障诊断专家系统，其知识库的构成通常先借助于建立采煤机故障树，对故障树进行定性、定量分析后得出由产生式表

第２８卷第２期煤炭技术Ｖ０１．２８，Ｎｏ．０２２００９年２月ＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂ，２００９

＿＿ｍＩＩＩ［ｉ

埋弧堆焊法修复液压千斤顶活柱

王强，孟荣艳

（皖北煤电集团公司综机二分厂，安徽淮北２３５１２３）

摘要：分析一般煤矿用千斤顶活柱损坏的原因，介绍一种简单、便于操作的新工艺，来修复各类煤矿用千斤顶活柱。此方法适用于各类综采设备维修厂，减少浪费，具有一定的经济效益。

关键词：活塞杆；修复；埋弧焊；焊接；镀铬；抛光

中图分类号：ＴＤ３５文献标识码：Ａ文章编号：１００８—８７２５（２００９）０２—０ｆｆ２４—０３

ＢｕｒｉｅｓｔｈｅＡｒｅＢｕｉｌｔ——ｕｐＷｅｌｄｉｎｇＬａｗＲｅｐａｉｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＪａｃｋＰｌｕｎｇｅｒ

ＷＡＮＧＯｉａｎｇ．ＭＥＮＧＲｏｎｇ—ｙａｎ

（ＳｙｎｔｈｅｓｉｓＭａｃｈｉｎｅＴｗｏＢｒａｎｃｈＦａｃｔｏｒｉｅｓ，ＷａｎｂｅｉＣｏａｌ—ＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐ，Ｈｕａｌｂｅｉ２３５１２３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｇｅｎｅｒａｌｃｏａｌｍｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅｈｏｉｓｔｉｎｇｊａｃｋｐｌｕｎｇｅｒｄａｍａｇｅ’ｓｒｅａｓｏｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈａｔｏｎｅｋｉｎｄｓｉｍｐｌｅ．ｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｕｓｆｏｒｔｌｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｈｅｎｅｗｅｍｉｌ，ｒｅｐａｉｒｓｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｔｏｕｓｅｔｈｅｈｏｉｓｔｉｎｇｊａｃｋｐｌｕｎｇｅｒ．ｎｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｉｎｅａｃｈｋｉｎｄｏｆｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｉｃｋｓｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｅｒｖｉｃｅｆａｃｔｏｒｙ，ｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅｗａｓｔｅ，ｈａｓｃｅｒｔａｉｎｅｃｏｎｏｍｉｃｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ

ｒｏｄ；ｒｅｐａｉｒ；ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ—－ａｒｃ；ｗｅｌｄｉｎｇ；ｃｈｒｏｍｅ?－ｐｌａｔｉｎｇ；ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ

ｏ前言萎就蓑鬈篙髫孕蓍戛票麓‰鬈嘉萎皖北煤电集团近几年来，大部分煤矿都是采用原因，各类千斤顶损坏严重，给修复带来了很大的麻

示成的许多条规则。故障树是故障诊断分析的初始知识模型，它来源于对现场故障诊断数据的历史记录和分类总结，其内容包含了故障源的特性，以及进行故障决策和求证目标故障源所需的目标结点。在实际故障诊断过程中，规则前提条件的重要度一般由领域专家提供。目前有人将粗糙集理论引入到对采煤机诊断规则的约简当中，挖掘规则集中各规则中条件的隐藏关系，剔除不必要的属性，揭示了故障诊断信息中内在的冗余性，获得最简专家诊断规则，提高了系统的效率巧Ｊ。

３做好矿山机电设备维修的注意事项３．Ｉ重视培训工作

设备的电子化、自动化是随着科学技术的发展而产生的，是提高劳动效率、降低运行成本的重要途径。在设备购置及管理过程中要始终将技术培训工作放在首位，无论是从事管理工作还是从事设备操作与维修的人员都要接受技术培训。其中机工、电工要做相互渗透培训，在职业学校和企业职工培训中心要增设机电共同维修的基础专业课程。尤其在现场工作中要做好继续学习的培训工作，机工要充分了解机械部分的工作要求与作用，当发生故障时首先根据故障现象由最可能的～方或最容易判断和修理的一方去处理。

３．２重视技术改造工作

设备的技术改造是延长设备寿命的有效措施，在对设备进行技术改造时要注意机电共同参与。为了进行机械系统的有效状态监测与保护，必须在改造过程中，充分考虑电气部分的可行性。

３．３建立完善的矿山机电设备维修管理体制在设备维修部门的技术管理过程中要有统一的组织，统一的制度。决不能将矿山机电设备绝对分家，当然有些工作是不能相互代替的，尤其是操作人员未经培训或未取得专业操作合格证时。机械技术与电气技术管理的对立与统一矛盾始终要处理好，建立完善的机电共同维修的管理体制是保证设备完好运行的关键。

参考文献：

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［５］郭年琴，王庆，吴陆恒．矿ＬＬＩ：杉Ｌ电设备维修ＣＡＤ系统［Ｊ］．矿山机械，２０００，（１）．

［６］文强．提高机械设备使用性能的方法［Ｊ］．煤炭技术，２００８。（１）．

（责任编辑王秀丽）

收稿日期：２００８一ＩＯ一０２：修订日期：２００８—１２—０４

作者简介：王强（１９７６一），男，黑龙江龙江人，助理工程师，１９９７年毕业于内蒙古海拉尔煤校矿山机电专业，现任皖北煤电集团公司综机二分厂副厂长，Ｔｅｌ：０５５７—３９８４６８１。

运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修

作者：朱茂明， ZHU Mao-ming

作者单位：黑龙江龙煤矿业集团,鹤岗分公司,益新煤矿,黑龙江,鹤岗,154100

刊名：

煤炭技术

英文刊名：COAL TECHNOLOGY

年，卷(期)：2009，28(2)

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参考文献(6条)

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4.刘云清工业维修培训 1994(04)

5.郭年琴.王庆.吴陆恒矿山机电设备维修CAD系统[期刊论文]-矿山机械 2000(01)

6.文强提高机械设备使用性能的方法[期刊论文]-煤炭技术 2008(01)

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