針對掘進(jìn)機(jī)故障分析的智能分析系統(tǒng)構(gòu)建

1、針對掘進(jìn)機(jī)故障分析的智能分析系統(tǒng)構(gòu)建摘要近年來，煤礦開釆的機(jī)械化程度越來越高，各類人型機(jī)械設(shè)備得到廣泛推廣，所 以，檢修、維護(hù)機(jī)械，并有效診斷其故障，意義重大，必須高度重視。本文深入研究了 煤礦掘進(jìn)機(jī)的電氣及液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障，給出了診斷手段及處理方法。在全面研 究的基礎(chǔ)上，設(shè)計出煤礦掘進(jìn)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)，通過廣泛收集煤礦掘進(jìn)機(jī)的各項數(shù) 據(jù)，對其運行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，從而對其故障進(jìn)行有效診斷。關(guān)鍵詞煤礦掘進(jìn)機(jī)故障分析0引言我國經(jīng)濟(jì)的高速增長，加速了煤炭業(yè)的發(fā)展步伐，在煤炭開采中廣泛使用各類機(jī)械設(shè)備。 掘進(jìn)機(jī)屬丁大型機(jī)械，主要用于煤礦井巷道掘進(jìn)作用，它對煤炭開采效率的影響非常大。 當(dāng)前，各

2、類機(jī)械的信息化水平不斷提升，在掘進(jìn)機(jī)械中，使用了更多高效的控制方式及 信息化手段，還應(yīng)用了液壓系統(tǒng)，使煤炭開采效率明顯提高，事實上，這些增加了掘進(jìn) 機(jī)的檢修及維護(hù)難度。掘進(jìn)機(jī)的動力，全部來自于內(nèi)部的電氣系統(tǒng)，而液壓系統(tǒng)使其具 有更強(qiáng)勁的動力。這兩大系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的主體部分，故障率也非常高。專家系統(tǒng)屬于計算機(jī)程序系統(tǒng)，內(nèi)部具有很多專業(yè)性知識。它在一定程度上能取代專家 角色，具有專家邏輯思維，按照專家的思路來解決某個專門性問題，并全面介紹故障解 決方案的內(nèi)容。在檢修掘進(jìn)機(jī)時，釆用該系統(tǒng)，則現(xiàn)場人員技術(shù)水平及主觀因素，都不 會對其產(chǎn)生影響，有利于更快速、高效檢修機(jī)械，排除故障。該文對掘進(jìn)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的

3、問題進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上設(shè)計出專家系統(tǒng)，能對現(xiàn)場工作提供強(qiáng)有力的支持，實 現(xiàn)生產(chǎn)率的全面提升。1掘進(jìn)機(jī)常見故障及分析1.1電氣系統(tǒng)常見故障及分析近年來，電氣系統(tǒng)理論不斷發(fā)展，相關(guān)技術(shù)水平也有明顯提升，這就為掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng) 的技改提供了基礎(chǔ)。電氣系統(tǒng)是掘進(jìn)機(jī)的重要組成部分，主要利用了集控及防護(hù)技術(shù), 使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡單，并使系統(tǒng)故障發(fā)生率下降。除此之外，掘進(jìn)機(jī)中還安裝了可編程 控制器plc,通過它，能有效保護(hù)機(jī)械部件的啟停、各回路的過載、過流等。控制部分 是其電氣系統(tǒng)中，故障率最高的。仃)plc不存在輸出。有多種原因會導(dǎo)致這一故障，例如綜合保護(hù)器出現(xiàn)問題、控制鍵 失效以及線路接線錯誤等，都會引

4、發(fā)這類故障。在確定plc有沒有輸出的時候，可使 用狀態(tài)顯示燈，當(dāng)它發(fā)亮?xí)r，代表存在輸出，如果發(fā)暗則代表沒有輸出。當(dāng)plc不存 在輸出的時候，要對其狀態(tài)顯示燈進(jìn)行觀察，在此基礎(chǔ)上對回路輸入狀況進(jìn)行確定，從 而找出導(dǎo)致故障的因素。除此之外，可將輸入端進(jìn)行短接，來判斷plc的輸入端是不 是已受損。(2) 接觸器線圈及繼電器線圈無法導(dǎo)通。接觸器線圈無法導(dǎo)通的原因為：接觸線圈被 燒壞；未接入交流電源；繼電器受損，不能正常使用。可使用萬用表，來檢測上述 三類故障。繼電器線圈回路無法導(dǎo)通，其原因為：繼電器線圈被燒壞；未接入直 流電源；plc不存在輸出。檢測前兩個故障原因，可使用萬用表，而判斷第三個， 要對p

5、lc輸出端發(fā)光管進(jìn)行觀察。(3) 接觸器不能有效吸合及漏電閉鎖不能實現(xiàn)檢測。前一故障的原因是，系統(tǒng)的電壓比 較低。通常情況下，電氣控制系統(tǒng)的接觸器屬于高壓吸合、低壓保持。如果系統(tǒng)電源的 功率較大，瞬時出現(xiàn)的電流會很大，其電壓降低明顯，無法確保接觸線圈電壓進(jìn)行吸合。 當(dāng)系統(tǒng)供電電源承受較人功率的情況下，就會出現(xiàn)啟動瞬間電流過人，產(chǎn)生很人的電壓 降，使接觸線圈電壓達(dá)不到吸合電壓。1.2液壓系統(tǒng)常見故障及分析掘進(jìn)機(jī)在煤礦中工作，面臨嚴(yán)酷的環(huán)境，所承受的負(fù)荷極大、受到強(qiáng)力沖擊，則會嚴(yán)重 影響掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，出現(xiàn)故障。通常情況下，液壓系統(tǒng)分為五部分，分別為動 力部分、執(zhí)行部分、控制部分、輔助部分和

6、液壓油。其液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障為液壓 油溫度超高、空氣及雜質(zhì)混入以及其他元件故障。(1)液壓汕溫超出標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，液壓汕溫度低60。，要不然會損害液壓系統(tǒng)，降 低油缸運轉(zhuǎn)順暢度，降低運動速度，并使密封裝置快速老化，起不到密封效果。分析其 原因，當(dāng)液壓油溫度變高時，會有更多油流經(jīng)節(jié)流小孔，降低了系統(tǒng)部件的運行速度。 出現(xiàn)這一故障的原因為：未科學(xué)設(shè)計系統(tǒng)；沒有照章進(jìn)行操作。所以，在設(shè)備使用 過程中，要進(jìn)行不斷的檢查，確保內(nèi)部液壓油能有效循環(huán)冷卻。 液壓汕含雜質(zhì)。系統(tǒng)中使用不同元件，它們設(shè)計精密，能有效配合，其縫隙非常小。 如果有雜質(zhì)出現(xiàn)，存在于閥體和閥芯的縫隙，是零部件接觸表面被劃傷，嚴(yán)重影

7、響其精 密度，嚴(yán)重時會將閥芯阻擋，元件不能正常運轉(zhuǎn)。要是有很多雜質(zhì)，油泵過濾器會被阻 塞，有很大的力阻礙吸油，嚴(yán)重影響油泵運轉(zhuǎn)。(3)輔助元件的故障及分析。這類故障分別為：溢流閥有較大或較小壓力、換向閥發(fā)生 泄露或不能有效操控。溢流閥承受極大壓力或受損，則發(fā)動機(jī)不能穩(wěn)定工作、其轉(zhuǎn)速不 正常，會減緩；而溢流閥受壓小，會增加液壓泵的出壓，會承受極大負(fù)荷，會發(fā)出異響， 或者溫度急劇上升。為解決上述故障，需要定期檢測其壓力，對溢流閥整定值實施調(diào)節(jié)， 從而確保其壓力是標(biāo)準(zhǔn)的。如果液壓閥發(fā)生泄露或受損嚴(yán)重，則會減慢掘進(jìn)機(jī)前行速度、 不能進(jìn)行噴霧，切割頭停止運行等。若出現(xiàn)上述故障，需要立即檢修換向閥，如果問

8、題 極為嚴(yán)重，需要替換新的。2專家系統(tǒng)的構(gòu)建人機(jī)接口、學(xué)習(xí)機(jī)、知識庫、數(shù)據(jù)庫、推理機(jī)以及解釋器構(gòu)成了專家系統(tǒng)，圖2顯示。 上文已經(jīng)指出，要設(shè)計掘進(jìn)機(jī)的故障診斷專家系統(tǒng)。將行業(yè)專家的豐富理論知識及實踐 經(jīng)驗全面發(fā)揮岀來，有利于降低程序復(fù)雜性，獲得更高生產(chǎn)率。這一系統(tǒng)的作用為：通 過分析收集到的關(guān)于掘進(jìn)機(jī)的各項數(shù)據(jù)，對其運行狀態(tài)進(jìn)行有效判斷，并將故障準(zhǔn)確診 斷出來。通過實時監(jiān)測，得到的各項數(shù)據(jù)，以及研究得到的相關(guān)內(nèi)容，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫屮 保存。使用該系統(tǒng)，進(jìn)行人機(jī)對話，采取創(chuàng)建、添加及修改等操作，獲得所需知識。設(shè) 計掘進(jìn)機(jī)專家系統(tǒng)，有極高的難度，收集所需知識以及創(chuàng)建推理機(jī)制更是如此。該文介 紹的掘進(jìn)機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)，知識一個初期方案，還要進(jìn)行深入研究。圖2專家系統(tǒng)初步方案結(jié)構(gòu)圖3結(jié)論(1) 本文深入研究了煤礦掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的各類故障,主要有plc無輸出、接 觸器線圈和繼電器線圈不能導(dǎo)通、接觸器無法可靠吸合及漏電閉鎖檢測無法通過等，提 出了相應(yīng)的診斷方法及解決z策。(2) 深入研究了煤礦掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障，主要有液壓油溫過高、液壓油雜 質(zhì)和輔助元件故障，提岀了診斷手段，并