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[摘 要]介绍了矿井机电设备故障诊断意义及诊断方法，通过对设备故障的早期预报及时的采取处理对策，以保证生产顺利进行，对矿井机电设备的故障诊断具有指导意义。
[关键词]机电设备；故障诊断；诊断方法
中图分类号：TV799 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0062-01
前言
设备的故障诊断，就是利用科学的监测技术，对设备所处的状态进行监测，预测设备运行的可靠性，确定其整体或局部是正常或异常。它能对设备故障的发展作出早期预报，对出现故障的原因、部位、危险程度等进行识别和评价，预报故障的发展趋势，迅速地查找，故障源，提出对策建议，并针对具体情况迅速地排除故障，避免或减少事故的发生。
1 故障诊断的意义及维修种类
故障诊断的主要意义在于对设备执行计划性状态维修，以保证生产的顺利进行。传统上的维修工作，依照发展大致可分为三类：
1.1 事后维修
故障发生后所采取的处理对策性的。由于多在无准备的条件下进行完善和彻底。
1.2 计划性定期维修
强制性维修虽然也依靠些较为简单的监测手段，但主要是凭经验确定拉修周期的，不管设备在客观上是否需要检修，到一定时间就要检修，所以很难预防随机因数引起的故障，有时有过剩的检修情况。
1.3 计划性状态检修
随着设备监测技术的发展和日趋完善，按照在线柱测和诊断装置所预防的设备故障状态，将维修的时间和内容确定下来.是从监测和诊断资料中取得的数据，经过输入计算机分析处理；预测设备故障，从而在设备发生故障之前，订出修理计划和措施，以利延长设备使用寿命，消除隐患，达到保证生产顺利进行的目的。
2 故障诊断技术
2.1 故障诊断依据
机械设备在运行过程中会发生能量、力、热及摩擦等各种物理和化学参数的传递和变化，这些变化必然会产生各种不同的信息，如温度、压力、流量、电流、电压、功率、转速及效率等的变化，而这些信息的变化可直接或间接地反映出系统的运行状态。机械诊断技术就是要根据这些不同信息的变化规律，来识别设备的工况及故障的性质和发生的部位，为维修决策提供科学的依据，以克服一般性计划维修可能出现的过度维修和失修的缺点，使机械零部件既可以得到充分的利用，又能得到及时的维修，从而提高机械设备运行的可靠度。
2.2 信息采集
利用人的听、摸、视、闻或选用温度、速度、加速度、位移、转速、压力、应力等不同种类的传感器来感知设备的状态，借以反映设备运行中能量、介质、力、热、摩擦等各种物理和化学参数的变化，并把有关信息传递出来。
2.2.1 直接观察
这是根据经验对设备的运行状态做出判断的方法，也是现场经常使用的方法。例如：声音、振动和温度变化都是判断故障的实践依据；机件损坏的表现主要有松动、泄漏、磨损、变形、破损、席蚀、变色、有异物和动作失常等。外观检查也可借助于一些其它的手段和仪器，如液体渗透剂、磁粉、硬度计等。
2.2.2 性能测定
一般对整个设备常用输入与输出的比较法或输出变量之间比较进行测定。因为二般设备输入与输出之间有一定的规律，当相同的输人而产生较低的输出时，即表明设备的效益在降低；有时轴出没有变化，但输入增加，亦表明设备的效益在降低。可以表明矿井设备整机性能指标的主要参数有：电流、电压、功率、压力、流量；温度和速度等，有时也可直接用出煤量或运煤量来衡量。对整机功能测定的同时，也必须对设备的主要机件的性能进行测定，钡定机件的重要性能是强度。
2.3 故障诊断方法
机电故障诊断的方法有很多种，对于矿井设备尤其是对采掘设备的监测，必须考虑其工作特点，如移动、冲击、振动、粉尘、淋水、防爆要求和空间小难维护等因素的影响，所用的监测仪器必须与这些特点相适应。因此使一些监测方法受到限制，如被广泛接受的振动监测手段，当用于对采煤机的监测时，往往由于某些干扰，使诊断的准确性变差，因此，故障诊断技术可根据不同的诊断对象、要求、设备、人员、地点等具体情况，对设备的诊断有不同的技术手段。而矿井机电设备的故障诊断技术中，除采用机械中普遍采用的温度畛断和振动监测外，油磨屑分析近年来在国内外的矿井机械设备的监测上，越来越广泛地得到了成功的运用。
2.3.1 温度诊断
温度异常是机电设备故障的“热信号”，许多受了损伤的机件，其温度升高总是先于故障的出现。若将采集到的温度数据制成图表，并逐点连成直线，利用该直线的斜率，可对机件进行温度趋势的分析；利用求出的该直线的斜率值，还可推算出某一时刻的温度值，将此温度值与机件允许的最高温度值比较，可以预报机件实际温度的变化余量，以便发出必要的警报。
2.3.2 振动监测
振动监测用于预防性维修，是普遍采用的手段。可分为两大类：简易诊断仪和精密诊断系统。简易诊断仪通常是遍携式测振仪，通过测量放大器将测振传感器感受的振动信号放大，而后通过检波器以振动的峰值或有效值显示，从而了解机械的振动。精密诊断系统，可定期或在线对设备进行检测，将振动信号记录在磁带记录器或通过检波器直接进入显示装置和控制器，通过计算机或中央处理机处理分析后，给出分析结果去判断故障部位和原因，以便做出维修对策。
2.3.3 铁谱监测
铁谱技术用于煤矿机电设备的监测虽然时间不长，但已取得了比较好的效果，铁谱监测的儀器，如旋转式铁谱仪、颗料定量仪等，在煤炭系统已研制成功，并投入了成功的使用。铁谱分析的原理是：使带有磨屑的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，且依磨屑的颗粒大小次序沉淀在基片上，则成谐片，以供观测和分析，可以用铁谱显微镜进行观测和用光密度测量仪对磨屑的分布状况进行定量测定，也可以用电子显微镜进行观察，测定的内容为：①磨屑的浓度和颗粒的大小，据此推断机器的磨损程度；②磨屑的大小和外形，据此推断磨屑产生的原因和类型；③磨屑成分，以此推断磨屑产生的部位。
[关键词]机电设备；故障诊断；诊断方法
中图分类号：TV799 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0062-01
前言
设备的故障诊断，就是利用科学的监测技术，对设备所处的状态进行监测，预测设备运行的可靠性，确定其整体或局部是正常或异常。它能对设备故障的发展作出早期预报，对出现故障的原因、部位、危险程度等进行识别和评价，预报故障的发展趋势，迅速地查找，故障源，提出对策建议，并针对具体情况迅速地排除故障，避免或减少事故的发生。
1 故障诊断的意义及维修种类
故障诊断的主要意义在于对设备执行计划性状态维修，以保证生产的顺利进行。传统上的维修工作，依照发展大致可分为三类：
1.1 事后维修
故障发生后所采取的处理对策性的。由于多在无准备的条件下进行完善和彻底。
1.2 计划性定期维修
强制性维修虽然也依靠些较为简单的监测手段，但主要是凭经验确定拉修周期的，不管设备在客观上是否需要检修，到一定时间就要检修，所以很难预防随机因数引起的故障，有时有过剩的检修情况。
1.3 计划性状态检修
随着设备监测技术的发展和日趋完善，按照在线柱测和诊断装置所预防的设备故障状态，将维修的时间和内容确定下来.是从监测和诊断资料中取得的数据，经过输入计算机分析处理；预测设备故障，从而在设备发生故障之前，订出修理计划和措施，以利延长设备使用寿命，消除隐患，达到保证生产顺利进行的目的。
2 故障诊断技术
2.1 故障诊断依据
机械设备在运行过程中会发生能量、力、热及摩擦等各种物理和化学参数的传递和变化，这些变化必然会产生各种不同的信息，如温度、压力、流量、电流、电压、功率、转速及效率等的变化，而这些信息的变化可直接或间接地反映出系统的运行状态。机械诊断技术就是要根据这些不同信息的变化规律，来识别设备的工况及故障的性质和发生的部位，为维修决策提供科学的依据，以克服一般性计划维修可能出现的过度维修和失修的缺点，使机械零部件既可以得到充分的利用，又能得到及时的维修，从而提高机械设备运行的可靠度。
2.2 信息采集
利用人的听、摸、视、闻或选用温度、速度、加速度、位移、转速、压力、应力等不同种类的传感器来感知设备的状态，借以反映设备运行中能量、介质、力、热、摩擦等各种物理和化学参数的变化，并把有关信息传递出来。
2.2.1 直接观察
这是根据经验对设备的运行状态做出判断的方法，也是现场经常使用的方法。例如：声音、振动和温度变化都是判断故障的实践依据；机件损坏的表现主要有松动、泄漏、磨损、变形、破损、席蚀、变色、有异物和动作失常等。外观检查也可借助于一些其它的手段和仪器，如液体渗透剂、磁粉、硬度计等。
2.2.2 性能测定
一般对整个设备常用输入与输出的比较法或输出变量之间比较进行测定。因为二般设备输入与输出之间有一定的规律，当相同的输人而产生较低的输出时，即表明设备的效益在降低；有时轴出没有变化，但输入增加，亦表明设备的效益在降低。可以表明矿井设备整机性能指标的主要参数有：电流、电压、功率、压力、流量；温度和速度等，有时也可直接用出煤量或运煤量来衡量。对整机功能测定的同时，也必须对设备的主要机件的性能进行测定，钡定机件的重要性能是强度。
2.3 故障诊断方法
机电故障诊断的方法有很多种，对于矿井设备尤其是对采掘设备的监测，必须考虑其工作特点，如移动、冲击、振动、粉尘、淋水、防爆要求和空间小难维护等因素的影响，所用的监测仪器必须与这些特点相适应。因此使一些监测方法受到限制，如被广泛接受的振动监测手段，当用于对采煤机的监测时，往往由于某些干扰，使诊断的准确性变差，因此，故障诊断技术可根据不同的诊断对象、要求、设备、人员、地点等具体情况，对设备的诊断有不同的技术手段。而矿井机电设备的故障诊断技术中，除采用机械中普遍采用的温度畛断和振动监测外，油磨屑分析近年来在国内外的矿井机械设备的监测上，越来越广泛地得到了成功的运用。
2.3.1 温度诊断
温度异常是机电设备故障的“热信号”，许多受了损伤的机件，其温度升高总是先于故障的出现。若将采集到的温度数据制成图表，并逐点连成直线，利用该直线的斜率，可对机件进行温度趋势的分析；利用求出的该直线的斜率值，还可推算出某一时刻的温度值，将此温度值与机件允许的最高温度值比较，可以预报机件实际温度的变化余量，以便发出必要的警报。
2.3.2 振动监测
振动监测用于预防性维修，是普遍采用的手段。可分为两大类：简易诊断仪和精密诊断系统。简易诊断仪通常是遍携式测振仪，通过测量放大器将测振传感器感受的振动信号放大，而后通过检波器以振动的峰值或有效值显示，从而了解机械的振动。精密诊断系统，可定期或在线对设备进行检测，将振动信号记录在磁带记录器或通过检波器直接进入显示装置和控制器，通过计算机或中央处理机处理分析后，给出分析结果去判断故障部位和原因，以便做出维修对策。
2.3.3 铁谱监测
铁谱技术用于煤矿机电设备的监测虽然时间不长，但已取得了比较好的效果，铁谱监测的儀器，如旋转式铁谱仪、颗料定量仪等，在煤炭系统已研制成功，并投入了成功的使用。铁谱分析的原理是：使带有磨屑的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，且依磨屑的颗粒大小次序沉淀在基片上，则成谐片，以供观测和分析，可以用铁谱显微镜进行观测和用光密度测量仪对磨屑的分布状况进行定量测定，也可以用电子显微镜进行观察，测定的内容为：①磨屑的浓度和颗粒的大小，据此推断机器的磨损程度；②磨屑的大小和外形，据此推断磨屑产生的原因和类型；③磨屑成分，以此推断磨屑产生的部位。