机电设备技术范文

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2、雷电对高速公路机电设备的影响

雷电是自然界常见现象。一般是由于大气中的冷热空气相互摩擦产生了带不同极性电荷的小水滴，这种不同极性（正负）电荷不断积累，当达到一定极限值时，就会在不同极性的云团之间、云团与大地之间存在强大电场从而在云团与云团之间、云团与大地之间产生放电现象。发生雷电时一般伴随着降水和冰雹等。雷电有着电压高、电流大等特点，其爆发能量巨大，极其容易雷击电子设备，由于其对电子设备巨大的破坏性和危害性，已被定义为电子时代的一大公害。作为一种极具破坏力的强干扰源，雷电从危害性分类可分为直击雷、感应雷以及球形雷等三种。直击雷是一种瞬间放电现象，往往发生在带电云层与建筑物、带电云层与大地或带电云层与防雷装置之间，直击雷发生的同时，还往往伴随着热电效应或机械力等一系列的破坏作用。直击雷时会瞬间增大地球表面的电位，从而造成巨大电位差，巨大的电位差给设备以及人员会造成严重的伤害，同时容易引起火宅。感应雷时，云团与大地之间会产生能量巨大的电场，云团通过潮湿空气向大地放电，同时也会产生强大磁场，从而对设备产生严重干扰。球形雷是一种发生几率极小的雷电种类，它是一种气体漩涡，一般产生于闪电通路的急转弯处，科学界推测认为它是一团带有高电荷的气体混合物，球形雷可以穿过门窗、烟囱等物体，从而进入建筑物，甚至可以在导线上滑动，有时伴随着“嗡嗡”响声。多数球形雷的火球会没有声音的消失，但有的在消失时伴随着爆炸声，造成能量极大的破坏力，使建筑物倒塌、人和家畜死亡。球形雷在遇人遇物后立即爆炸，威力惊人，同时产生刺鼻的气味，造成伤亡、火灾等事故。目前高速公路机电设备的雷击主要是由直击雷和感应雷两种所造成的。直击雷时，瞬间产生的巨大电位差直接雷击高速高路建筑物和高速公路机电设备，造成建筑物的损坏，机电设备系统的瘫痪，从而使得高速公路交通秩序无法正常运行，严重时甚至危及人员生命安全。感应雷时，雷电电流从高速公路机电设备的电源线缆、通信线路、卫星天线等地方进行入侵，由于机电设备分为弱电设备和强电设备，而感应雷对弱电设备极其敏感，其产生的感应电流通过电源电缆对弱电设备进行冲击，从而造成弱电设备损坏，甚至烧毁等严重事故。

3、高速公路机电设备防雷技术探讨

目前在高速公路机电设备系统中存在大量的防雷薄弱环节，这是因为在高速公路设计以及施工过程中机电设备的防雷问题往往容易被忽视所造成的，高速公路机电设备的雷击事故时有发生，从而给国家和个人造成了不必要的损失。高速公路机电设备的防雷工作是一项极其复杂的工程，防雷工作应该从多个方面、不同角度进行综合防范，本文主要从机电设备接地系统防雷、机电设备信号防雷和场区机电设备防雷等三个方面进行防雷技术探讨。

3.1机电设备接地系统防雷技术探讨接地在防雷技术中扮演着重要的角色。对于直击雷，其防护一般是通过使用避雷针、避雷线、避雷网、避雷带等作为接闪器，雷电通过上述接闪器由接地装置将雷电引入大地；对于感应雷，一般通过同地位接地、屏蔽接地等措施进行相应的防护。因此，将雷电通过接地系统引入大地是目前防雷的一项重要技术。目前，对于高速公路机电设备的接地系统主要分为交流工作接地、机电设备保护接地、直流工作接地等三种。变压器是交流电路的不可忽略的重要组成部分，对于高速公路机电设备的交流电路亦是如此。高速公路机电设备的变压器是与外部电网进行连接，所以一般安装在室外，当发生雷击时，变压器就会直接受到雷击产生的感应电流的冲击，对其造成损坏，由于变压器处于供电电路中，从而直接影响了机电设备系统的正常工作。为了保证变压器以及机电设备系统的正常运行，一般对变压器进行接地处理，接地时直接将变压器中性点与大地连接，当正常工作时，不影响向机电设备供电，当发生雷击时，通过接地的方式直接进行跳闸保护，这样既保证了变压器不被损坏，又保证了机电设备的安全。机电设备在正常工作时是一个带电导体，由于设备运输过程中的碰撞或长时间的使用等原因造成机电设备绝缘作用发生损害，雷击时，容易形成机电设备、人、大地三者之间的电流通路，从而造成触电危险。因此为了消除这种潜在的人员安全隐患，一般将机电设备正常工作时的不带电金属部分进行接地保护，当发生绝缘破损时，由于接地装置的电阻极小（一般要求为1Ω以下），从而泄漏电流能够近乎全部的通过接地装置引入大地，避免触电危险。随着科学技术的不断发展，在高速公路机电设备系统中，弱电设备部分主要是由集成电路、微电子元件等电子器件为核心的电路所组成，其主要采用直流电源进行工作，由于弱电设备对电源要求极其苛刻，极小的电源波动都会使得电路发生干扰，当直流电源受到外部干扰而发生波动时，就会给弱电设备部分带来巨大冲击干扰，严重时甚至烧毁整个弱电设备系统。直流工作进行接地，可以有效的将干扰引入大地，从而使得弱电设备稳定工作在同一低压直流系统中，另外在接地时，将弱电设备全部引至统一接地系统，从而保证了在信号传输过程中的电位参考点相同，有利于弱电设备中不同类型信号（模拟信号和数字信号）的传输，衰减甚至消除了由于数模转换所带来的电磁干扰，提高了弱电设备处理数据和传输数据的准确性，进而避免了弱电设备受到干扰不能正常工作甚至毁坏问题。

3.2机电设备信号防雷技术探讨高速公路机电设备的传输信号类型一般有视频信号、音频信号、数据和网络信号、控制信号等几种，这几种传输信号主要由双绞线、同轴电缆、光纤电缆等介质进行传输。除了光纤电缆（保护层为非金属）外，其余介质均容易遭受雷击，发生雷击时，不仅信号受到影响，而且还将雷电的高压电传递给机电设备，从而造成机电设备传输信号无法正常传输，甚至破坏机电设备，造成高速公路机电设备系统瘫痪。针对可能发生的信号雷击问题，可以在视频信号线两端、音频信号线和数据网络信号线两端分别安装视频防雷器、音频防雷器和数据防雷器，防雷器有过压、过流保护功能，在发生雷击时，可以将雷电波滤除，从而达到防雷效果。

3.3场区机电设备防雷技术探讨对于场区机电设备的防雷技术应该分别从外部防雷和外部防雷两方面进行防雷保护。外部防雷一般是指外场的机电设备的防雷以及机电设备外部建筑物的防雷两种，外场机电设备一般于外界环境中，主要包括高速公路路况检测设备、紧急电话、气象监测设备等，除了安装避雷针外，还应对这些外场机电设备进行多重防雷（包括信号防雷和电源防雷），另外机电设备的建筑物也应进行避雷针、接地线等保护措施，例如在机电设备集中的建筑物，应该以独立避雷针或者避雷网进行保护，并将电流引至远离机电设备所在的区域。内部防雷则应该对机电设备安装防雷器、电涌保护器等，例如在机电设备的总配电柜和各个系统配电箱应安装电源防雷器，从而对系统内的各种用电设备进行保护。对于大型供电部分如空调、动力供电等采用独立的配电系统，以减少雷击时的互相干扰和关联损失。

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2煤矿机电设备安装技术分析

2．1煤矿机电设备的清点及基础验收

煤矿机电设备的清点与煤矿机电设备的基础验收工作是保证设备及零件质量安全的基础工作，设备到货后，要有责任双方对设备及零件进行排查和相关记录，在排查阶段要严格按照行业质量标准来执行，不接受不合格的零件。煤矿机电设备的基础验收工作主要包括:①检查机电设备外观，确保无掉角、裂纹以及空洞等缺陷;②检查设备基础表面及螺栓预留孔中是否存在杂质，合理安排地脚螺栓位置，确保外露部分长度符合标准;③地脚螺栓安装具置的混凝土强度要符合相关的标准。

2．2安装施工精度控制和试运行检查

考虑到基础施工质量、散装设备的组装精度、设备自身内应力、外界环境温度变化等因素可能会影响机电设备的安装精度，从而对设备性能造成影响，因此，安装施工精度控制十分重要，要根据设备安装施工的特点和设备自身的特点，选择出最合理的安装和调整方法，尽可能地减少设备安装带来的影响。设备安装完毕后需要进行设备的试运行检查，为了确保机电设备的稳定、可靠运行，设备试运行检查工作的重要内容便是检查转轴传动装置。首先要对启动设备进行检查，确保线路的完好性，认真分析在试运行过程中出现的卡滞后现象，立即停机直到故障排除。除此之外，检修人员的日常维护及保养工作也能降低故障发生的概率。

3煤矿机电设备维修关键技术措施

3．1机电设备定期监测

通过对机电设备出现故障的特点进行分析，可以发现在机电设备实际运行过程中，在故障发生前，设备会出现很多异常的现象，相关工作人员若能及时发现这种现象，并找出对应的故障，就能避免很多不必要的麻烦和企业的损失。因此，对机电设备的定期监测工作十分重要。首先，操作人员应当根据设备的工作和功能特点，对不同的设备制定全面合理的监测内容及维护计划，将检测内容及时记录下来，在后期运行过程中就可以根据之前记录的数据对设备的运行状况做出初步经验判断，降低事故发生的可能，同时方便维修工作的开展，减少企业损失。

3．2实行设备维修的信息化管理

信息化管理技术已经广泛地应用于工业生产的各个方面，当前的机电设备的功能和故障都趋于多样化，为了方便管理和操作，对机电设备的维修实行信息化管理是十分必要的。机电设备维修信息化管理包括机电的维修技术知识，以及对计算机信息化的知识等，不仅方便了操作人员对机电设备实时控制技术的把握，推动煤矿企业生产自动化的发展，不仅保障了设备的稳定运行，还为煤矿企业节省了很多设备管理人员方面的投资。

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机电设备技术管理

要杜绝设备失暴在安全质量标准化中已经明确指出机电设备的完好率，因此，机电设备的技术管理必须要达到相关要求，对机电设备安全操作的规程也要严格地执行，这样能够有效防止出现井下电缆的事故，要求工作人员还要严格按照电缆高低压接线盒操作的工艺进行操作，由哪名工作人员对机电设备进行维护、由哪名工作人员对其进行制作等等都必须要进行挂牌留名。要求机电设备技术管理人员必须要对巡回检查制度进行严格遵守，对于机电设备接线防爆的情况有没有升温、所有的悬挂有没有真正符合相关要求等等都必须要进行详细的检查，做好相应检查的记录，在进行机电设备维护的过程中，必须要采用机电设备保护的工具。

机电设备技术管理要加强现场检查

对于机电设备安全保护的装置必须要做到每周检查两次以上，各个企业必须要在每一个月组织至少三次的不定期检查，各个使用单位还要求自身设备管理人员以及防爆检查员实施自行检查，对于管理人员在自身检查过程中所发现的问题必须要对维护人员进行通知，通知维护人员对问题进行解决，还要下达一个安全隐患的通知单。要求机电设备技术管理人员在对机电设备进行检查以后必须要每天进行检查日报表的填写，要送给科长进行签字，送到分管技术人员那里，最终能够及时对机电设备的情况进行掌握，最终对机电设备进行统筹安排，对机电设备的故障以及问题进行重点的处理。

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中图分类号：C29 文献标识码：A 文章编号：

1 矿山机电设备故障诊断技术的内涵

随着自动化技术水平的不断提高,使机电设备在现代矿山生产中的作用和影响不断增加,然而机电设备一旦发生运行故障将造成严重的经济损失甚至重大人员伤亡事故,不利于企业的良性发展。矿山机电设备诊断技术是一项基于信息技术、计算机技术和传感技术为一体的、以预防设备出现事故为的目的一个涉及多学科的综合技术。矿山机电设备维修的诊断技术是通过状态检测对机电运行的工况进行诊断和掌握，对机电设备工作性和安全可靠性进行检测，及时找出存在于机电设备中的隐患。机电设备维修的诊断技术还能对设备出现异常的原因和危害程度进行全方位的分析和评价，并且采取有效的措施加以预防。

2 故障诊断技术的概述

故障诊断技术主要包括两个方面的内容，一方面是对设备的运行状态进行检测；另一方面是在发现异常情况后，对故障进行诊断和分析。故障诊断技术主要包括以下五项基本技术：

1）构建数学模型。机电设备运行中会生成很多参数，这些参数能够反映设备的运行是否正常，因此必须构建一个数学模型来准确反映设备运行状况与产生故障的各种参数间的相互关系。

2）采集各种信号和参数。通过安装在设备上的各类传感器，可以准确地采集和测量反映设备状态的各种信号和参数，传感器所产生的各种信息将会传人计算机或者数据存储器。

3）对采集的各种信息进行处理。现场采集得到的各种设备信息，并不能直接反映设备的运行状况，其中存在着无关信息，因此必须对采集的各种信息进行处理，变成人或机器能够读懂的有用信息。

4）对处理后的信息进行分析和识别。通过对处理后的信息进行分析和识别，并与设备运行的标准参数进行比对，从而确定设备的状态和故障的类型，寻找故障发生的原因。

5）预测。在对采集到的各类现场信息进行分析和识别后，对设备故障的发展和零部件的剩余寿命进行预测。

3 矿山机电设备故障诊断的主要技术

3.1 主观诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用其实际经验来对故障进行判断和检修，但是这种技术一般只能用于简单的故障，而且可靠性较低。主观诊断技术有以下几种方法：直觉经验法、参数测量法、逻辑分析法、堵截法、故障树分析法。直觉经验法指维修人员凭感官和经验，通过看、听、摸、闻、问等方法判断故障原因；参数测量法通过测得系统回路中所需点处工作参数，将其与系统工作正常值比较，即可判断出参数是否正常、是否有故障及故障所在部位；逻辑分析法通过逻辑关系和故障的显性现象进行逻辑分析，从而找到发生故障的原因和部位；堵截法指根据液压系统的组成及故障现象选择堵截点，堵截观察系统压力和流量的变化，从而找出故障点的方法；故障树分析法指对系统做出故障树逻辑结构图，系统故障事件画在故障树的顶端为顶事件，形成系统故障的基本事件画在故障树下为底事件，根据各元件部件的故障率数据，最终确定系统故障。

3.2 仪器诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用监测仪器来对机电设备的各个系统进行检测，从而判断故障的情况。

3.3 数学模型诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会利用测量机电设备的特征参数，然后进行分析和处理判断，分析特征值的改变从而判断故障的类型和位置。

3.4 智能诊断技术

在矿山机电设备故障诊断的过程中，维修人员会模拟人脑的特征有效地获得、传递、处理、分析、判断故障的信息，利用合理的数据处理和比对技术来将采集的信息与数据库中的特征值进行比较，从而完成故障的诊断。

4 故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用

4.1 诊断依据

矿山机电设备在运行工作时，肯定会产生动力、热量和摩擦等物理或化学能量的转化，也势必会导致温度上升、电流发生波动和压力增大等一系列变化。故障诊断技术能通过这些参数的变化判断出机电设备运行的状况和工作效率，进一步判断可能出现的设备故障的部位，掌握矿山设备的工况。运用故障诊断技术能保证矿山机电设备运行的安全性和可靠性。

4.2 信息采集

故障诊断技术利用点检仪或传感器等多种仪器准确地采集信息，对矿山机电设备的实际运转状态和数据进行分析和处理。信息收集主要包括现场考察和性能检测。现场考察是对机电设备表面部位的观察和分析，是现场分析采用的一般方法。例如：在矿山机电设备的实际工作中通过对发动机和电机发出的声响进行故障预测，观察轴承温度变化来进行机电设备故障的预判。如果发现有异常声响和异常物，油液的外泄等情况可能是设备的机械零件损坏。同时，也可以应用其他的外部检测方法，如超声波探伤仪和着色渗透仪等检测仪器。

4.3 对设备的性能检测

性能的检测主要是指对机电设备使用投入和产出之间变量的对比和投入与产出的对比检测。当同样的投入却出现产出减少时，说明机电设备的运行效率下降；当产出相同，投入却增加时，也说明设备的运行效率下降。影响机电设备性能的主要因素有电机功率、轴承转速和设备的温度变动。当出现机电设备的工作效率下降时要及时地对这些关键部位进行检测，以免出现严重的设备故障问题。

5 矿山机电设备检修中故障诊断技术

5.1 故障诊断专家系统

由于矿山工作环境的复杂性和多变性，导致矿山机电设备故障常常具有复杂性和隐蔽性，运用传统的故障诊断技术难以对故障进行准确的判断，而故障诊断专家系统能够综合运用领域专家的知识和经验，模拟专家的思维过程，对故障进行准确的分析和判断。目前国内已经具有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，对故障树进行定性和定量分析后得出由产生式表示成的许多条规则。

5.2 模糊数学的应用

矿山机电设备故障的原因和现象间通常具有一定的对应关系，其中既有随机因素，又有确定因素，因此在保障诊断精度的前提下，将模糊数学引入矿山机电设备的故障诊断中，建立模糊诊断数学模型，使得定量分析和专家经验、定性分析相结合，并在计算机上实现，为矿山机电设备故障的诊断决策提供辅助依据。

5.3 人工神经网络的应用

神经网络拥有特殊的结构和信息处理方式，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。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应用于矿山机电设备的诊断是当前故障检测的前沿技术。

5.4 压力和温度的监测

利用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。通过连续地对这些部位进行监测，能够使得矿山机电设备的运行状况得以准确和直观的反应。

5.5 参考历史记录对故障进行诊断

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2煤矿机电设备技术故障

2.1煤矿机电设备技术故障的原因

设备故障种类的多样化表明了引发煤矿机电设备出现故障的原因来自多个方面。调查资料显示，绝大多数的煤矿机电设备技术故障原因主要集中在两点。其一，由于煤矿机电设备在长期运行的过程中，内部零件发生异常磨损损伤、松动、剥落等现象，或由于老化、变质等原因引发的故障，从而使得设备原配件之间协调度变差，出现故障问题[2]。其二，设备操作和管理人员使用不规范，没有按照使用规范进行，没有及时对机电设备进行检查和维修，就会危害机电设备的运行状态。

2.2煤矿机电设备技术故障的对策

2.2.1常规改进措施

煤矿机电设备操作人员在正式进入工作岗位之前必须接受全面、系统、科学的煤矿机电技术培训和职工素质的培养实践活动，保证煤矿机电设备使用和管理人员具有充分的机电理论知识基础，灵活的运用煤矿机电故障问题，掌握应急处理能力和技术。组织煤矿机电设备操作人员参加资格认证考试，在成绩合格的情况下颁发以供持证上岗的证明、证件等[3]。煤矿机电设备诊断及维修、管理人员除了要具备较高的职业技能外，还需加强自身职业道德素质，树立正确的职业价值观和安全生产意识，加强自身的事业心和责任感。在日常工作中，机电设备可以根据它的构成实际、运行情况与方法等选择检测周期。与此同时，还要给出详细的项目检修标准与方法。之后，再结合煤矿机电设备的实际故障状况，根据计划实际制定出具体的维修工作流程。

2.2.2FMEA改进对策

FMEA的含义实际上就是，深入研究可能造成机电设备出现故障的多种因素，并以此为参照前提做出相应的预防与解决措施。就煤矿机电设备而言，这种改进对策的适用范围集中在零部件、子系统与运行流程中。而这一改进对策的最重要目标就是探寻出会造成机电设备产生故障的可能性，并制定出切实可行的解决对策来避免这些情况的出现。①采用这种改进措施，逐一检查机电设备的各个子系统与零部件，探寻可能造成它们出现故障的原因，以此来做好故障的预防措施。如此一来，也就实现了从根源处降低故障的出现率[4]。②采用这种改进措施检修机电设备，可以将检修过程中产生的相关数据信息当做是机电设备故障预防工作的关键参考性文件。③采用这种改进措施检修机电设备，还能够将检修过程中产生的相关数据信息作为企业内部员工素质培养与技术培训的参考依据。④机电设备出现故障后，FMEA改进对策可以从整体上分析其各个部件的功能。这能够在短时间内找到系统整体或某一部件的故障模式，同时还能够以此为前提，深入研究各个故障模式可能会对机电设备产生的影响[5]。在评价多种故障模式所产生的影响的大小过程中，把其大小进行排列，之后再按照最终的评价结果实施切实可行的改进与维修对策。如此一来，机电设备出现故障的几率将会得到很大程度上的降低，同时还可以保证设备的顺利运行。由此可见，这一改进对策能够增强机电设备的稳定性，同时还能够减少人力资源的不必要浪费。