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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.066
0 引言
煤矿作为一个生产必需的能源,一旦出现安全事故就会损失巨大的经济效益,对煤矿能源造成极大地浪费,同时,也会危机开采人员的人身安全。而随着我国经济高速发展,煤矿的地位越来越重要,企业也更新了煤矿机械设备,安全系数有所提高。尽管如此,做好煤矿机械设备的使用维修和故障诊断工作也是保障煤矿生产安全的前提,能够有效降低生产过程中的安全隐患。
1 我国煤矿机械设备使用的现状
由于我国煤矿企业规模大小不一,煤矿建立时间也不同,造成了煤矿企业使用的煤矿机械设备也存在较大差异,有好有坏。有的企业建矿时间长或者是规模相对较小,煤矿机械设备相对老化,开采能力落后,对开采过程中的安全隐患没有给予高的重视,生产人员的人身安全得不到保障,也是事故的频发点。也有一些大型煤矿企业更新了自身的煤矿机械设备,采用国外先进的开采设备,有着较高的安全系数。但是总体而言,煤矿机械设备的开采水平相对落后。
但是,由于我国科技水平不断进步,对安全生产重视程度越来越高,我国煤矿机械设备的水平有所提高,生产环境也有极大地改善,具有了相对完善的安全监测系统,能够及时反馈开采人员和周围环境的变化,安全系数大大提高。
2 煤矿机械设备的使用维修的类型
煤矿机械设备的使用类型根据其维修的时间点划分为四种类型,其中包括事前发生的主动防范性维修、预知性维修和预防性维修,以及事后维修。但是,这四种类型的维修都有利有弊,在保证生产安全的同时也会对煤矿生产造成影响。而煤矿生产过程中做好煤矿机械设备的维修,有利于降低设备的故障率,节约成本,保障生产安全。
2.1 主动防范性维修
主动防范性维修是对能够对煤矿机械设备造成磨损的根源性参数进行监测,比如工作环境中的温度变化时会对一些设备造成影响,可能会直接导致煤矿机械设备无法正常工作。因此,主动防范性维修可以监测煤矿机械设备工作状态,及时发现煤矿机械设备的异常。但是,主动防范性维修无法事先避免设备故障的发生。
2.2 预知性维修
预知性维修也是对煤矿机械设备的工作状态进行监测,但是,预知性维修监测的对象与主动防范性维修不同。预知性维修主要监测材料是否存在磨损,煤矿机械设备的性能是否有可能降低。一旦煤矿机械设备的材料出现问题,就会对出现异常的设备定位,精准地派相关维修人员进行检查维修,同时也节约了维修成本。但是和主动防范性维修相同的是,预知性维修也无法避免煤矿机械设备发生故障。
2.3 预防性维修
预防性维修是在煤矿机械设备没有出现故障时进行定期检查和维修,发现煤矿机械设备的零件是否存在磨损,煤矿机械设备的准确度有没有降低,设备的工作性能是否收到影响。一旦发现问题,就要对相关零件进行更换,对相关设备进行维修,以此来保障煤矿机械设备的正常运转,防止因煤矿机械设备出现问题而导致的安全事故。但是,预防性维修需要大量人力物力,会发费巨大的维修成本。因为在检测过程中设备会停止使用,如果预防性维修的次数过多就会造成对煤矿企业的经济效益造成影响。
2.4 事后维修
这是煤矿企业在生产过程最常用的维修方式,是在煤矿机械设备发生故障后对设备进行维修的一种方法。但是,一旦煤矿机械设备发生故障就会对煤矿企业造成聚到的经济效益的损失,甚至会引发巨大的安全事故。所以,事后维修的工作难度大,维修时间长,严重影响煤矿正常生产工作。所以,企业往往会将预防性维修和事后维修结合起来,减少煤矿机械设备故障的概率。
3 煤矿机械设备故障诊断技术
随着经济不断发展,科技水平不断提高,我国煤矿机械设备故障诊断的技术水平相比以前已经有了很大地提高。而煤矿机械设备故障检测技术水平提高,有利于保障煤矿的安全生产。
3.1 振动检测技术
振动检测技术依据设备发出的振动信号,对设备的工作状况进行分析,可以及时了解设备在运行过程中是否存在故障的地方。
3.2 无损检测技术
无损检测技术由于其在检测过程中不对机械设备造成任何损害,同时也能对机械设备的内部和外部进行检测分析,而造成其在煤矿机械设备检测中广泛应用。无损检测技术包括超声波、声全息、中子等检测方法,能够对煤矿机械设备进行较为全面的检测。
3.3 红外测温诊断技术
由于煤矿机械设备在发生故障时,故障部位的温度会产生变化,利用红外测温诊断技术,可以有效地检测设备在使用过程中出现的问题,降低设备故障带来的影响。
3.4 油液磨屑分析技术
这项技术是对煤矿机械设备使用的相关油液进行检查分析,根据油液中存在的磨屑等来检测设备故障情况。
4 总结
尽管当前我国煤矿机械设备的使用维修和故障诊断的水平都有所提升,但是,我国加强安全生产建设,进一步提升煤矿机械设备的维修效率和故障诊断的技术水平,这样才能进一步降低煤矿企业安全事故发生的机率,保障煤矿企业经济效益的增长和工作人员的生命安全。
参考文献:
[1]李天宇.煤矿机械设备的故障维修及预防措施研究[J].科技致富向导,2013(22):39-40.
关键词:电气设备;状态维修;故障诊断
中图分类号:TM507 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2014) 12-0000-01
状态维修是指目前正在发展以状态监测和故障诊断为基础的状态维修,通过对设备运行状态实时监测,预先得知将要发生事故的部位和时间,从容的安排停电计划和组织维修,采购必备配件以高质量地维修。采用状态监测与故障诊断技术后,可以使预防性维修向预知行维修即状态维修过渡,从到期必修到判断该修。以下从几个方面的要求进行阐释:
一、摸清设备状态
一是了解设备的先天条件、进口设备和国产设备的技术状况、使用环境;二是设备所处的外部自然环境不一样,尤其是供电设备,大部分暴露在室外自然环境中,因温度、湿度、污染、紫外线、日照等有较大差异,对设备的影响有较大不同;三是设备在电力系统的位置不同,所承受系统运行电压、短路电流和热稳定时间等不同,特别是故障时系统短路容量差异较大。
二、灵活的维修制度对症下药
随着传感技术与计算机技术的发展,电力设备的状态监测方法向着自动化、智能化的方向发展,设备的定期检修制度向着预警式检修制度发展。由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异,即现场设备的运行状况好坏相差甚大,由于电气设备的初始状况和现场设备的运行状况有很大差异,即现场设备的运行状况好坏相差甚大,而定期维修制度无视这些状况的差异,而采用统一的、一刀切的定期维修方式,其最主要的表现在维修结果上,要么维修过剩,要么维修不足,工程的实际情况大多是出现维修过剩,经常出现盲目维修的现象,这些反而增加了设备的故障隐患和故障率,从而造成维修成本浪费较大,增大了设备运行管理成本,而状态维修完全替代定期维修的可能性。
首先,电气设备的大小、结构、用材、功能各不相同,出现缺陷的原因和规律也不相同。另外在工作时所受的电、热、机械、环境各不相同,呈现的损耗规律不会相同,根据不同设备的损耗规律来科学安排检修时间。
其次,各个设备在电力系统中的地位和影响不同,每个设备中部件对设备功能的影响也不相同。把握设备故障规律,有针对性的调整检修计划,预诊断出设备较精确的剩余寿命,合理使用设备避免浪费,根据诊断信息有矢维修。
三、电气设备的状态检测技术
在对设备故障的监控维护中,充分利用电气设备状态监测技术为设备的故障诊断和性能评估提供依据。目前在机器、发动机和设备器材等设施上放置传感器,用来记录散发的热量、振幅、承压和发出的声音等,从而找出设备的异常点,同时了解设备运行状况,以及找出设备的易损易耗单元,统计单元平均寿命提前更换确保设备完好率,提早检修保养防患于未然。
通过各种测量、检测和分析方法,结合系统运行的历史和现状,对设备的运行状态进行评估,以便了解和掌握设备的运行状况,并且对设备状态进行显示和记录,对异常情况进行处理,并为设备的故障分析诊断、性能评估提供基础数据,包括故障定位、故障性质、故障程度的判断个绝缘寿命的预测。
四、实例分析(以变压器为例)
变压器的状态监测方法主要有:局部放电、绝缘监测、变压器油气色谱分析等。
(一)变压器局部放电监测
局部放电既是设备绝缘老化的先兆,也是造成绝缘老化并最终发生绝缘击穿的一个重要原因。很多故障都可以从局部放电量和放电模式的变化中反映出来。变压器局部放电过程中伴随着电脉冲、电磁辐射、超声波等现象,可能引起变压器局部过热及产生特征油气。常用的声学检测法是将几个高频声学传感器附在变压器箱的外部,这些传感器对局部放电或电弧放电产生的暂态声音信号非常敏感,能够检测出放电信号和放电部位。局部放电检测的其它方法还有光学检测、化学检测、电气测量等。
(二)变压器绝缘状态监测
变压器绝缘状态监测是保证变压器可靠运行的手段,变压器绝缘的老化、失效是一个缓慢发展的潜伏性故障。变压器绝缘状态监测主要有外壳接地线电流监测和高、低压套管接地引下线电流监测以及铁心接地线电流监测等。电容套管监测是为了检测套管的正常运行电容电流、电容量的变化和介损的变化;外绝缘泄漏电流监测是为了监测变压器套管外绝缘的积污程度,并通过纵向、横向的比较进行判断;铁心接地在线监测装置能及时监视主变压器铁心接地的情况。
(三)变压器油气色谱分析
变压器运行时,变压器油中的固体有机绝缘材料在运行电压的作用下,会因电、热、局部电弧等多种因素作用逐渐变质,裂解出包括H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等在内的多种气体。变压器油气色谱分析法主要是通过监测和分析变压器油中气体的组分、浓度及产生速率,进而判断变压器内部是否存在过热性故障(导电回路、铁心多点接地引起过热等)和放电性(局部放电和电弧放电等)故障等。由于这种方法具有实时性和连续性的特点,能及时发现被监测设备存在的故障,被公认为是检测变压器(包括本体、套管)缺陷最直接、准确的方法。
五、结束语
电气设备的维修制度和维修方法也要随着形势适当的进行调整,利用先进科学的设备状态检测维修和诊断技术,才能提升电气设备的稳定性、降低生产成本,创造出更多的经济利益和社会价值。
参考文献:
[1]苏鹏声.电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析[J].电力系统自动化,2003.
【关键词】高职院校 数控设备故障诊断与维修 教学方法
【中图分类号】C42 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0134-01
《数控设备故障诊断与维修》是高等职业类院校数控技术专业的一门核心专业课程。其任务主要为培养学生具有数控机床管理与维护、数控机床的选购、安装、调试及验收的能力,同时掌握数控机床的结构原理,常用的故障诊断与维修方法等综合能力。数控机床是典型的机电一体化产品,其功能由微处理技术、液压与气动技术、机械技术及电子技术、信息技术等多领域有机结合而成,这就决定了在学习数控设备维修时,具有涉及领域宽、技术面广、难以掌握的特点。
为了使学生能够更好的掌握这门课程,以便将来能够顺利走向工作岗位,同时拓宽就业面,笔者根据这门课程的特点,总结了以下几点,供大家参考。
1 培养兴趣,认清目标,提高学生学习的主动性和积极性
由于高职类院校学生的基础知识相对薄弱,学习本课程相对吃力,学生普遍有畏难情绪,认为自己学不好。作为教师首要做的就是培养学生的学习兴趣,帮助学生认清当前人才的需求形势,从而提高学生学习的主动性和积极性,打消学生的畏难情绪和不自信的心理。教师要充分利用多媒体和网络技术,通过视频、录音、动画演示(如电动机工作原理动画)等,使学生建立起学习兴趣。带领学生到维修现场参观,使维修操作以直观的形式展现在学生面前。
同时要向学生介绍当今数控领域的就业形势,如我国企业急需一大批数控技术应用人才,广东省劳动和社会保障厅的数据显示[1],我省的数控高级技术人员缺口达50万,而在全国范围内缺200万(2006年),根据我国现阶段数控人才的培养规模和速度,在未来几年十几年内数控人才仍将严重缺乏。而对人才的要求则有较大变化,所需求的不仅仅是操作人员[2],更重要的是集数控编程、操作及维修一体化的高技能人才,即未来工厂数控机床要求操作、编程、保养及维修都由一个人来做。从厂家来讲是宁缺务滥,即必须有真才实学,具备全面的能力,否则很难适应未来的需要。这是学好这门课程的现实背景和最大动力之一。
2 扎实基础,模块式讲授,采用分类式的教学方法
针对学生基础知识相对薄弱这一特点,在教学过程中要充分抓住新旧知识相互巩固这一环节,在回顾基础知识同时,适当加以扩展,形成现在所要讲授的知识点。针对某一知识体系的相对独立性采用模块化教学法:如在讲授主轴直流伺服系统的故障与维修时,在回顾电工学中直流电机的分类、结构、工作原理及控制原理的基础之上,自然引出其常见故障点,从而导出故障诊断及维修方法。使学生沿工作原理―控制方式―常见故障点―诊断方法―维修方法这一线索进行学习。这样就避免了学生由于对知识链的某一环节缺失而导致的学习困难。造成学习信心不足,兴趣不够,出现难学―学不会的恶性循环。并且在讲解过程中要做到深入浅出,一些繁杂的公式推导可加以简化甚至不讲,让学生作为已知来应用,新知识巩固之后再对该公式进行讲解和强化。对于基础知识较牢固的同学可同时进行单独推导讲解,做到根据学生的特点进行分类教学。
3 理顺教材,统筹知识,优化课程资源
授课之前一定要理顺教材,要做到繁简适当,重点突出。同时要根据自己的实际情况适当调节教学内容[3],如SIEMENS810系统数控机床的基本操作和SIEMENS810系统的故障诊断与维修这两章,对于数控机床多是日本FANUC系统的院校,在讲解SIEMENS810系统的知识时可以只做一些常规性的了解,而根据自己的实际状况,通过查找相关资料,对FANUC系统机床的操作及故障诊断与维修进行详细的模块式讲解,以便学生能够充分利用现有资源进行实际操作,强化学习效果,即做到讲授灵活。对于电器系统的故障与维修及可编程控制器模块的故障诊断与维修部分,可在前修课程《电气控制与PLC》的基础上,直接进入其故障诊断与维修部分,对其结构及原理部分做简要介绍即可,从而避免知识的重复性讲授。
4 仿真模拟,实验台演练,加强理论与实践的结合
实训是本课程的重要组成部分,直接影响着学生综合能力的提高和职业素质的形成,因此本课程必须强化实训环节,同时注重与理论的结合。实训课设为仿真训练和综合实验台训练两部分,首先要求学生使用仿真软件对数控机床的机床模型、电气、故障的设置与诊断进行模拟训练,能够在仿真软件中熟练进行各种拆卸组装、电气回路的连接与接线及故障设置与诊断,然后在到综合实验台上进行实际训练,使学生通过实训扎实而灵活的掌握数控机床电气回路的原理与设计、数控机床电气回路的整体接线与调试、数控机床电气回路的故障检测和排除技术、高速电主轴电气回路的连接和维修、限位传感器接线和维修、变频调速综合实验和维修技术、步进系统的硬件设计(包括电机、驱动器和控制器)、步进电机系统选型和电缆连接等维修所必需的技术。在实训后期教师设置一些故障,要求学生能够进行正确的诊断与维修作,并以此为对学生考核的凭证,以增强对学生的量化考核和监督。
5 总结
本文以高职高专院校新人才培养模式及提升产学结合水平为理论指导,针对高职院校学生在学习《数控设备故障诊断与维修》课程中遇到的困难,在教学方法上提出了四点改进意见,通过对传统教学方法的改进,改善了学生的学习兴趣不高及有畏难情绪这一状况,便于提高本门课程的教学质量。
参考文献
[1] 王美娇.高级数控人才培养新探[J].高级技术人才培养技术与创新管理.2007(2).
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[4] 娄斌超.数控维修电工职业技能训练教程[M].北京:高等教育出版社.2005.7.
关键词:故障诊断技术;设备点检;应用研究
科学技术的日益发展,使工业生产中的机械设备向着自动化、科技化、精确化的方向发展。工业生产在经济的高速发展下,要求提高机械设备的使用率、保证设备在日常生产中的正常运行、延长设备使用年限、减少设备维修的支出成本等,实现利润最大化。在日常的设备点检中应用故障诊断技术,利用先进手段对设备进行诊断和预测检修措施,这是实现这一发展目标的重要手段。
1.设备故障诊断技术
1.1.故障诊断技术定义
故障诊断技术是了解、掌握设备在运行下的工作状态,在不拆卸设备的前提下检测出其存在的故障隐患,在机器出现因故障停运之前及时发现设备的故障和其产生原因,并对故障的性质、发生地方作出估计,确定设备的局部和整体正常与否,并预报故障发展趋势的技术。
1.2.故障诊断技术的优势
当前,设备故障诊断技术是一项迅速发展且在国内外受到广泛应用的重要技术。故障诊断技术的一些特点因为符合现代工业发展要求而成为其明显的优势。故障诊断技术可以检测出机器存在的故障隐患,因此,对设备的及时维修可以防止突发事故的出现;还可以及时发现设备存在的故障,有效防止设备发生恶性事故以造成人员伤亡、机器损坏、环境污染和经济损失;同时其检测结果为设备的维修提供参考和依据,节约了维修时间和成本;在机器的安全运行中,故障诊断技术的应用可以保证产品的质量和产量,降低维修费用,节约成本等。
1.3.故障诊断的工作程序
故障诊断技术是利用先进的检测分析仪器、计算机技术对机器进行检测的,其基本的四项技术是:测量和采集设备状态的信号和参数;显示经过处理后的数据的信号处理技术;判断故障及其原因的识别技术;预测故障发展和设备使用年限的预测技术。针对上面的四项基本技术,故障诊断技术的使用有四个基本的步骤:检查、发现异常――诊断故障的现状和存在的部位――分析数据,确定故障类型――得出诊断结论,提出解决方案。故障诊断技术的功能如下图所示:
1.4.故障诊断技术的传统方法和发展趋势
现在的工业生产中,传统的故障诊断技术方法仍在大量使用,主要有:通过检测到的振动参数和特征来分析故障的振动监测诊断技术;运用油液介质的物理和化学成分变化观察油液磨屑粒性状态来判断故障的油液磨屑分析检测诊断技术;通过对设备不同部位的温度变化来分析故障的红外测温诊断技术和射线扫描技术。
随着电子技术、信息处理、模式识别、信息科学、系统科学、人工智能等技术的发展和综合,工业设备向精确性方向的发展,传统的故障诊断技术已经不能满足机器检修维护的要求了,所以故障诊断技术正在向以下几个方面发展:网络化的故障诊断技术、人工智能专家系统、小波分析、研究和改进传感器与监测仪器。
2.设备点检简介
设备点检是通过借助人的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉,还有检测工具、仪器按照固定的方法和周期,对设备的特定部位进行预防性的检查的过程,使机器中存在的隐患和故障能够及时发现、预防和解除,这种设备检查就是点检。目的在于及时掌握机器的运行状况,确保机器正常生产,改善机器的工作,防止由设备的突发事故造成的损失,延长机器的使用年限,节约设备维修成本。
3.故障诊断技术在设备点检中的应用
现代化的工业生产多为自动化生产,机器在使用过程中各部分都发生磨损、变形、老化以及化学溶液对机器零部件的腐蚀等劣化现象,从而导致机器运行的精确度下降,影响了产品的质量,甚至会发生设备的突发事故,减少机器使用寿命,造成严重的损失。因此,将故障诊断技术应用于日常的设备点检中,可以有效发现机器中存在故障隐患,保证生产的正常进行。
设备的点检体系有五层防护线:岗位操作人员的日常点检、专业点检人员的专业点检、专业技术人员的精密点检、设备技术诊断、设备维护修理。
工作人员的日常点检可以采用传统的振动检测诊断技术、红外测温诊断技术,在设备的正常运行中通过振动和温度的变化及时发现机器的故障隐患,并进行故障处理,避免出现更大的故障。
油液磨屑分析检测诊断技术和射线扫描技术可以应用于专业点检人员的点检中。因为油液磨屑的检测涉及到物理和化学的变化,射线扫描需要对设备扫描检测到的内部介质密度变化关系图谱进行分析,所以由专业的点检人员来进行观察和分析。
对于专业人员的精密点检、设备技术诊断可以利用网络远程协作诊断技术、人工智能专家系统。充分利用网络建立一个有较高技术水平和丰富经验的分析诊断中心,可以满足对不同监测现场的状况需求,避免了系统的重复开发,减少了系统的开发成本。面对疑难状况,可以共享丰富的知识库和诊断数据,提高设备诊断的精确性,实现资源充分利用,生产高效率、低成本,高质量的综合目标。
结语
故障诊断技术成为当今工业领域广泛采用的检测和维修方法,引领了维修方式的变革,形成状态维修模式,有效提高设备的使用寿命,减少了检修的费用,提高维修的效率。现代工业的自动化、高速化、精密化发展方向,微电子、智能技术等科技的发展在设备故障诊断技术中深入发展,故障诊断检测技术不断完善和进步。因此,为实现企业追求经济利益和社会健康、快速发展的目标,设备故障诊断技术在日常设备点检中的应用显得尤为重要。
参考文献:
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[3] 彭广宇,边博,褚庆梅.浅谈故障诊断技术在矿山机电设备维修中的应用[J]. 科技致富向导,2012(03) .
1.1机电设备构件之间的配合关系不当
(1)矿山机电设备长期使用中各零件受到了不同程度的磨损,致使零件之间的配合关系发生了变化,与原有的配合关系相冲突;(2)受到较大损伤的零件尺寸规格发生了变化,难以达到原有设计方案的实际要求,降低了机电设备的性能可靠性;(3)矿山机电设备构件受到各种因素影响导致意外损伤时,也会加大设备故障发生率。
1.2机电设备长时间的超负荷运转
为了增加生产效益,不断提高产量,某些矿山企业的机电设备往往处于长时间超负荷运转状态,致使设备的工作性能受到了较大影响,一定条件下会引发设备故障。具体表现在:(1)矿山机电设备长时间超负荷运转时,会使设备的实际输出参数超出极限值,使得设备无法进行正常工作,加大了设备故障发生率;(2)由于矿山机电设备都有预先设计好的技术参数,当设备长时间的处于超负荷运转状态时,会使设备既有的技术参数发生变化,导致设备的正常工作性能受到破坏,使用中出现了各类故障。
1.3设备工作中的损耗影响
结合当前矿山机电设备的实际工作概况,可知设备处于长时间的工作状态时,设备的综合能力将会下降,致使不同配件之间的间隙加大,零件老化现象明显,设备的摩擦系数也在加大,最终使设备工作中产生了较多的热量,实际的能量损失多,加剧了矿山机电设备损耗。长此以往,也会导致矿山机电设备故障发生。
2矿山机电设备维修中故障诊断技术分析
当矿山机电设备长期工作中某些构件出现问题时,将会影响设备的正常运转,最终导致设备的工作效率下降,维修作业落实不到位时可能会使设备的使用功能丧失。因此,需要在矿山机电设备维修中提高故障诊断技术利用效率,确保设备故障可以得到快速处理,避免设备故障影响范围扩大。运用故障诊断技术处理矿山机电设备故障时,应确保设备处于停机状态下,并将设备的状态信号作为实际操作的参考依据。维修人员通过对设备性能评估及状态检测,能够掌握设备的运行特征。机电设备故障诊断中结合了计算机技术、信息技术及遥感技术等,可以在较短的时间内做出诊断,促使维修人员能够对设备故障进行针对性处理,在专业技术手段支持下对设备进行必要的维修。矿山机电设备故障诊断流程包括:(1)对设备的运行状态进行监测;(2)获取设备的运行特征;通过对设备运行状态信息采集,可以总结出设备的运行特征;(3)运用科学的方法对设备故障进行诊断;(4)做出相关的决策,实现设备故障处理。
3煤矿机电设备维修中故障诊断技术的合理运用
3.1高压异步机电动机的故障诊断技术
当前矿山机电设备中高压异步电动机实际作用的发挥,是保持矿产开采作业高效性的重要保障。在对该设备故障处理中,应注重故障诊断技术的合理运用。通过科学的智能技术、信号处理技术等技术的有效使用,有利于提高矿山高压异步电动机的故障诊断效率,优化设备工作性能。实际操作中采用了磁通检测与局部放电检测相结合的方法,进而通过电流高次谐波的作用对异步电动机进行故障诊断。相对而言,运用局部放电检测方法进行高压异步电动机故障诊断效果更好,主要在于当前谐波检测理论研究少,影响着高压谐波检测技术实际作用的充分发挥,难以保证异步电动机故障诊断结果准确性。
3.2矿山采煤机故障诊断技术的运用
为了加快矿山生产机械化建设,增加实际的生产效益,矿山企业引入了性能可靠的采煤机,实际应用中取得了良好的作用效果。在对矿山采煤机进行故障诊断时,应了解其各种运行参数,通过变频器通信模块显示屏的实际作用,对采煤机的运行参数是否合理进行评估,从而做出科学的故障处理决策。同时,在功能强大的采煤机故障诊断系统支持下,可以将采煤机的故障信息及时传输到显示屏上,实现设备故障的高效处理。
3.3矿山提升机故障的诊断技术运用
相对而言,矿山生产中提升机故障在矿井运输中发生率较高,影响着矿山机电设备的正常工作。因此,需要注重矿山提升机故障诊断技术的合理运用。在对矿山提升机故障诊断分析中,应对设备机械性能进行全面评估,运用科学的技术手段了解提升机的运行状况,促使其中存在的相关问题能够得到及时处理。
3.4矿山电动机诊断技术运用
矿山机电设备中电动机故障包括放电故障、定子绕组故障等。运用故障诊断技术开展矿山提升机维修作业时,应重视其故障特性分析,运用电流互感器、高频检测仪对矿山电动机进行故障诊断检测。实际的操作流程包括:先用检测设备获取电动机发生故障时的运行参数并进行全面分析,进而将检测结果与设备既定的运行参数进行对比分析,找出引发电动机故障的具体原因,从而制定出相关的故障处理措施。
4结语
注重矿山机电设备维修中故障诊断技术的合理运用,有利于降低设备故障发生率,减少矿山企业不必要的经济损失,保持设备长期运行中良好的生产效益。因此,未来矿山机电设备维修中应提高对故障诊断技术的正确认识,在可靠的故障诊断技术支持下实现对机电设备故障的及时处理,确保矿山机电设备性能可靠性,为我国采矿事业的稳定发展打下坚实的基础,促使机电设备能够长期处于稳定、高效的运行状态。
作者:朱子敬 单位:冀中能源邯矿集团云驾岭煤矿机电区
参考文献
[1]王高海,董哲.浅谈矿山机电设备维修中故障诊断技术的运用[J].商业文化(下半月),2012(5):269.
[2]陈龙水.运用故障诊断技术进行矿山机电设备维修[J].中国高新技术企业,2014(1):42-43.
Abstract: The monitoring and fault diagnosis of the conditions of electrical and mechanical equipments of coal mine can effectively alleviate the frequency, extent, and failure rate of equipments, and increase the safety production of coal enterprises, reduce the mechanical and electrical accident. This article describes the characteristics and maintenance of the electrical and mechanical equipments of coal mine as well as significance of early prevention to equipment failure, particularly emphasize the application, development and inadequacies of monitoring and fault diagnosis of the conditions of electrical and mechanical equipments in safety production of coal mine.
关键词: 煤矿机电设备;状态监测与故障诊断;应用
Key words: electrical and mechanical equipments of coal mine;monitoring and fault diagnosis of the conditions;application
中图分类号:TD4文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)15-0039-01
1煤矿机电设备作业的特点
众所周知,煤炭储备位于地下深处,这就制约了煤炭机电设备的作业环境,使得其工作环境恶劣、苛刻。并且煤炭开采多是日夜兼程,要求煤炭机电设备也是马不停蹄的运转生产。具体说来,煤矿采集环境潮湿阴暗,且空池中充斥着大量有害液体、气体、固体颗粒、粉尘,再加上煤炭设备长年累月的高压重载、震动、冲击的力量,导致了煤矿设备故障和事故的频繁发生,增加了维修成本,也耽误了作业进度。
2机械设备维修或维护的种类
事后维修、预防性维修和预知性维修是机械设备主要的维修方式。此是那种方式各有利弊,可互相交叉使用。
顾名思义,事后维修指设备发生故障或者损坏后实施的应急维修。此类维修具有无准备性、盲目性、维修时间长、经济耗损大的特点。预防性维修是针对故障发生频率高的部件采取的一种有计划、有时间准备的维修方法。此类方法注重部件保养过程,定期对指定部位和零件采取不同程度的保养维修方式,避免了蝼蚁溃堤似的大型故障及事故。
预知性维修就是在设备工作时,检测设备的工作状态信息,判断设备的工作是否正常,其监测对象一般为材料磨损和性能下降的早期失效征兆,如振动、噪声等。若设备工作出现异常,则判断设备的故障点所在,并指导维护人员进行及时的维修,以减少不必要的停机时间,降低维修费用。预知性维修的形式多种多样,状态监测与故障诊断就是常见的两种形式,被广泛应用到了煤炭开采行业中。
3对煤炭机电设备进行状态监测及故障诊断的意义
对煤炭机电设备进行状态监测及故障诊断可以防患于未然,意义非凡。设备工作状态执行跟踪、记录、监测,第一时间发现故障的早期征兆,将事故的恶式发展状态埋没在摇篮中,从而以减缓、减少、避免、大型事故的发生。如果故障无可避免的发生了,那么设备监测仪器可以自动记录故障生成过程中的全部数据、信息,这就为揭示事故产生的原因、程度、部位,及后期的维修、同类错误的产生提供了最直接依据基础。此外,对设备状态监测及故障诊断还可充分的了解设备性能,为改进设计、制造与维修水平提供有力证据,也为设备的在线调理、停机检修提供科学依据,可延长运行周期,降低维修费用。
4故障诊断技术在煤矿机电设备中的应用
4.1 矿井提升机检测与故障诊断提升机是矿井中不可缺少的设备工具之一,参与了煤矿的生产及运输材料、设备、原煤的环节。因此,提升机工装状态及效率的高低,可以影响到整个矿井的工作进度及安全。但是,提升机故障也是在所难免的,一般而言,可分为硬故障和软故障两类。当设备的一些特定参数超出其正常范围之内时引起的重大故障,我们称之为硬故障。软故障则指设备许多工况参数的故障。提升机硬故障可以通过保护装置解决,而软故障的解决由于牵涉到众多的工况参数的测量、数据的分析,其解决办法变数大、难度高,同时软故障还是硬故障发生的基础,因此通过安装传感器、采集振动值等参数并经仪器分析,对提升机软故障的及时监测、诊断及预报很有必要。
4.2 采煤机工况检测和故障诊断目前,交流电牵引采煤机是采煤机中最常见的一种类型,其应用历史已有几十年。但是与西方发达国家相比,其设备配置低,基本上无故障诊断功能,且故障检测局限、参数少,严重制约了采煤机的工作效率。而通过工况监测及故障诊断单元,左右摇臂检测、机身、、高压控制箱检测单元,检测显示单元等途径可以检测采煤机工况以及监测其故障,来增强机械故障预警的能力。
4.3 通风机的检测诊断技术通风机的检测诊断技术已日渐成熟,只需简单的操作便可诊断出其祸害所在。具体流程为先安装传感器采集信号,处理信号后则通过传感器内的类专家系统来对通风机进行故障诊断。故障诊断需借助灰色理论来快速定位其故障所在。而灰色理论的工作原理是利用高精度加速度传感器测出通风机敏感部位的振动加速度,并计算其烈度值和功率谱;再根据功率谱的分布和存入类专家系统中的设备标准故障模式灰色关联度分析,依据关联度的大小,诊断通风机的机械故障类型。
4.4 矿用高压异步电动机的检测及诊断技术像人类的心脏一样,高压异步电动机是矿井的动力所在,其高达6千伏的高压可以带动水泵、提升机等多个设备的运转。同样,高压异步电动机也存在众多故障,比如绝缘老化、机械损伤、电机烧损等。对高压异步电动机故障检测及诊断的作用不言而喻。现如今,高科技含量的信号处理技术、人工智能技术都大大提高了检测机诊断技术的深度、广度及精确度。其流程为,通过信号处理、参数识别等途径来提取故障,再通过局部放电测试、磁通测试、电流高次谐波测试等办法来诊断其故障所在。
5结语
设备故障诊断是一门综合技术,一方面要求技术人员要有一定的技术技能还要求其具备一定的实战经验;另一方面要求故障诊断设备装置不仅要在原理上可行,还要有高强度的可靠性,能够经得起时间及困难的考验。经过几十年的发展,煤矿机电设备检测与故障监测得到了很大的发展,其前景也是光明广阔。我们也有理由相信,煤矿机电设备状态监测与故障诊断技术,也会越来越成熟,其带来的成就也会越来越辉煌。
参考文献:
[1]吴撰梅.刍议煤矿机电设备管理与维护的应对措施[J].科技信息,2010,(36).
关键词:故障诊断;机电维修;智能诊断
在现代矿山生产过程中,高技术含量的机电设备在煤矿生产一线获得了广泛的应用,但是因为受到工作环境等方面因素的影响,机电设备在运行过程中会出现故障,给煤矿安全、稳定生产带来了隐患。利用故障诊断技术能够深入地了解机电设备运行过程的典型状态,还能够检测出设备运行过程中存在的潜在隐患,及时发现设备存在的主要问题,为故障预测和处理提供可靠依据。因此,找到矿山机电设备故障产生的主要原因,并利用故障诊断技术对原因进行及时准确的诊断分析,对保证机电设备的正常稳定运行以及矿山的生产安全都是非常重要的。
一、矿山机电设备产生故障的原因
(一)机械零部件配合关系变化。导致矿山机电设备出现故障的原因主要是设备的机械零部件关系变化或者零部件自身损伤而造成的。其中,零部件损伤有设备运行过程中相关零件之间的相互影响的因素,这种影响使零部件自身在形态、尺寸、功能等方面发生了变化,不能够充分发挥其应有的性能。
(二)设备长期超负荷运行。在实际的使用过程中,若一台设备的实际运行情况超出了其极限应用范围,则该设备会在很大程度上因为超负荷而出现故障。
(三)设备自身性能损耗。机电设备在运行过程中会因为内部和外部因素的影响而使其运行能力持续消耗,包括设备机械零部件的磨损、电子设备的老化等,这些因素使得设备的综合能力开始下降,最终出现各种类型的生产故障。
二、矿山机电设备的故障诊断
(一)设备故障诊断的方法。在通常情况下,设备故障诊断属于一种防护措施,是在不影响基本生产流程的情况下判断该设备各个部分的参数是否处于最佳的应用状态中。在诊断中,通过使用精密设备获得被检测机电设备的运行数据,确定其是否适合运行,是否发挥其正常的功能,是否存在出现损坏的因素等。若发现异常,则分析导致该异常的主要原因、损坏程度有多大、是否能够继续使用,并根据其实际受损程度判断其继续使用的时间。
(二)设备故障诊断的原理。所谓设备故障主要是指设备因为零部件受损或者在使用过程中因为不同因素的影响。这时,一旦出现故障,这些参数的变化将直接作用于设备的零部件,使得其发生物理变化,导致零部件的性能也随之出现变化,这种变化就是所谓的特征因子。这些特征因子可以精确的反映机械系统的实际故障状态,因此也被称作为故障敏感因子,只有这些故障敏感因子处于正常的阈值范围内时,设备才不会出现故障。故障诊断技术就是监测这些敏感因子,一旦矿山设备的故障敏感因子超出了阈值范围,就要发出告警。
三、故障诊断技术在矿山机电设备维修中的具体应用
(一)故障历史记录诊断方法的应用。当机电设备出现故障时,应该及时的分析导致该设备出现故障的相关原因,分析哪些是造成故障的主要因素。这是基于矿山机电设备组成原理而采取的一种典型故障诊断方法。当设备出现故障时,必须分析造成故障的因素,检查设备运行过程,获得最终的分析结果,并将这些结果进行归纳总结,形成一个该类型设备的故障诊断手册。在设备的后续运行过程中,当设备再次出现故障使,就可以根据典型的故障类型判断导致故障的原因,对故障进行针对性的处理、维修。
(二)温度、压力监测诊断方法的应用。矿山机电设备中大量使用摩擦副、轴承和齿轮传动箱等机械设备,在这些部位设置温度、压力传感器可以实现对这些关键零部件运行状态的在线监测。通过连续对这些部位进行监测、记录相关数据的历史变化情况,可以快速、直观、准确的反应出机电设备的实际运行状态,还能够预测其运行状态变化趋势,从而为设备的维修提供可靠依据。温度、压力是矿山机电设备需要检测的典型参数,能够正确、精确的反映设备的真实工作状态。
(三)智能诊断方法的应用。智能诊断方法就是通过系统控制的方式,模拟人脑特征,能够快速的获得机电设备的故障信息,并及时的进行传递、处理、再生及应用,通过与系统配合还能够实现设备运行状态的实时监测和预测,为机电设备及系统的运行、维修提供可靠的数据参考。智能诊断方法包括模糊诊断法、灰色系统诊断法、专家系统、神经网络诊断方法等。当前,智能故障诊断领域中最为活跃的方法是专家系统和神经网络方法,这两种方法在矿山机电设备故障诊断中具有较大的应用潜力。这主要是因为矿山机电设备的故障一般具有较强的复杂性和隐蔽性,使用传统的故障诊断方法难以精确、快速的对故障进行定位和分析,而通过应用专家系统或者神经网络,能够模拟人脑思维方式,根据反馈的故障信息快速的进行分析和求解,获得可靠的分析结果。
参考文献:
关键词:港口设备 电控系统 远程诊断技术
中图分类号:TN4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0059-01
近年来,我国的港口设备日趋大型化、自动化,设备上的电控系统越来越复杂。由于港口设备所处作业环境的特殊性,电子类元器件比机械类零部件更容易发生故障。一旦电控系统发生故障,能否及时快速地对故障进行诊断和排除,直接关系到港口生产作业效率。远程故障诊断技术的出现,为解决港口大型设备电控系统故障问题提供了有利条件。基于此点,本文以某港口桥式起重机的机电控制系统为依托,并以远程故障诊断技术为基础,设计一个远程故障诊断系统,通过该系统来实现对桥式起重机电控系统的故障监测和诊断。下面就此展开详细论述。
1 远程故障诊断技术概述
(1)远程故障诊断技术的优点。
所谓的远程故障诊断技术实质上就是网络通信技术与故障诊断技术的融合。当设备发生故障时,设备所在现场的监测系统利用互联网与远程故障服务中心内的诊断系统建立通信连接,并由现场监测站将现场采集到的数据传给远程服务中心,通过中心内计算机的分析、判断便可得出故障诊断结果,然后再将这些结果回传给监测站,指导设备维修。与传统的诊断技术相比,远程故障诊断具有以下几个方面的优点:其一,能够更快地对故障进行诊断和排除,可大幅度降低故障对设备的影响;其二,有助于提高维修需求的响应能力;其三,可进一步降低设备的维修成本;其四,能显著缩短因故障导致的设备停机时间,有利于提高设备的工作效率。
(2)远程故障诊断的关键性技术问题。
在远程故障诊断中,诊断系统与被诊断对象之间基本都分布在不同的地点,信息的交互是借助通信网络来实现的,这就使得远程故障诊断具有了跨地域性的特点。而如何使传统诊断技术中的信号采集、数据分析和专家诊断等功能通过网络在远程运行,就必须对以下几个问题加以解决,具体包括:网络模式下的信号采集、数据处理、数据传输、数据库设计、故障诊断推理等等。
2 港口设备电控系统远程故障诊断系统的设计与实现
(1)港口设备电控系统实现远程故障诊断的意义。
从目前我国港口大型设备的具体运行情况来看,电气部分故障的发生几率要远远高于机械部分,并且电气系统本身对维修和保养的要求也比机械部件高。同时,由于电控方案的种类较多,从而使得我国各大港口中同类设备就会有多种不同的电控系统。随着计算机技术和电子技术的发展速度越来越快,平均4年左右港口设备的电控系统就需要进行一次更新换代,这给维修保养带来了一定的难度。如果设备出现故障后无法获得及时有效地维修,那么会直接影响港口正常生产,这不仅会给一些公司造成巨大的经济损失,而且还会造成严重的社会影响。为此,对设备电控系统进行实时监测和故障诊断就显得尤为重要。远程故障诊断系统的提出为这一问题的解决提供了一个较为可行的方案。下面以某港口公司50T-50M集装箱岸边桥式起重机的电控系统为例,设计远程故障诊断监控系统。选择该设备的主要原因是它的电控系统极具典型性,其采用的是由656DC5变流装置、676H5变频装置、2000系列PLC以及CP316H CPU组成的全数字控制变频系统。
(2)远程故障诊断系统的设计。
1)远程故障诊断系统应具备的功能。①系统的远程PC机应当能够通过公司内部网络对桥式起重机控制室PLC的状态数据进行实时监测;②在特别许可下,远程PC机应当能够通过公司内部网络对桥式起重机控制室PLC的状态数据进行实时控制;③远程PC机应当能够对桥式起重机控制室PLC的日常数据和故障数据进行保存,并且能够自动完成一些统计分析报表。
2)实现远程诊断的主要技术内容。①对PLC的配置、信号采集、存储以及传送原理进行相关的试验和研究,以此来确定所具有的功能;②对PLC的通信协议进行系统研究,具体包括变量内存地址分配表、PLC源程序以及编程工具软件等;③建立包括通信接口在内的PLC试验装置,并进行相应的软件开发和调试;④按照处理终端的功能及界面要求,开发与之相适应的数据采集系统;⑤建设公司子网,并设置相应的授权用户。
3)桥式起重机电控系统远程故障监控系统设计。该系统的设计主要是基于通讯网络这一基础之上,下面进行具体介绍。桥式起重机电控系统信息流与通讯网络可分为以下三个层次:①远距离I/O信号与PLC间的通讯网络层。由于该桥式起重机电控系统的通讯网络是远距离I/O信号与PLC之间的通讯网络,这个网络属于信号采集、命令执行与PLC之间的通讯网络,它由多个现场I/O模块构成,并利用通讯线缆与PLC主框架上的通讯模块相连接,该通讯模块能够实现对现场各个I/O模块的通讯;②驱动器与PLC之间的通讯网络。利用一根带有屏蔽功能的三芯对绞线将若干个交、直流驱动器的控制装置及反馈信息与PLC主框架上的通讯模块相连接,由此来实现信息传递,这样便可完成PLC对驱动器的控制。同时交、直流驱动器上的状态信息以及各种故障代码除能够显示在相应的显示装置上之外,还能利用与之相对应的通讯模块传给PLC,这样维修人员便可以及时、准确地找到故障发生的原因和具置;③PLC与控制计算机之间的通讯网络。该通讯网络主要负责PLC与控制计算机之间的通讯。具体设计时可以通过计算机上相应的配套软件来对PLC进行编程和配置,并且使用该软件还能够对交、直流驱动器的驱动程序进行编程和监控;④远程监控的实现。桥式起重机电控系统的远程故障监控系统可通过公司内部互联网子网来予以实现。先将存储在PLC中的电控系统的控制信号数据通过RS232通讯接口与公司的网络相连接,然后再利用不同的通讯协议便可以实现对桥式起重机电控系统的远程监控。
参考文献
[1] 王志浩,张浩,严隽薇.远程服务技术在设备维修领域的应用[J].同济大学大学学报,2009(6).
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关键词:故障诊断技术 给排水设备 维修
一、简介设备的状况维修
维修模式的科学性、合理性是保证维修质量的关键因素。然而,很长的一段时间内设备的维修都处于传统的事后维修和计划预修。在现代企业的不断深化发展,传统的维修模式已经不能够满足企业现代设备管理的需求。传统的维修模式不能够有效的预知设备故障的类别、性质、部位和深度等信息,缺少对问题深层探究的方法技术;不能够确定设备的维修周期,做不到在最佳的时间内对设备进行必要的维修,极易造成设备的欠维修或者是过维修,容易导致设备在运行当中突发事故的发生,增加了设备周期寿命内费用,同时减低了设备额综合效率。因此,随着当代工业技术的发展,设备的维修模式转变为状态维修的模式。状态维修是按照设备的实际需求、以设备技术状态为基础的进行修理的一种预防维修的模式。该方式是依照设备的状态监测以及故障的诊断分析为基础,了解设备动态的运行信息,在高度的可预知状况下适当的安排设备的预防性维修。由此,在给排水设备的维修过程中借鉴该方法,运用机械设备的故障诊断技术,促进给排水设备维修体制的改进,实现企业管理设备的现代化。
二、给排水设备故障诊断
要使给排水设备状态维修能够良好的展开,首先要完全的了解给排水设备的基本特点,这样才能够在故障的处理过程中做到心中有数。给排水设备从其设备类型上分析特点,除了小部分的专用设备外,大部分是通用的设备,如阀门、水泵、风机、电动机、减速器等;从运动形式上分其特点,除个别设备,多采用旋转机械设备,且多为定速旋转设备;给排水设备在工业生产过程中设属于服务和辅助的性质,但直接关系着整个企业的环保安全工作;给排水设备是零散的分布在企业的各个主体厂房内;主要设备都普遍有备用的机组,依照生产需要随时切换,是间歇性的工作设备。
由于给排水设备的多样性以及复杂的故障类型,直接导致了故障的诊断技术种类的多样性。因此,在给排水设备的维修过程中制定相应的诊断策略是非常重要的,其构建原则一般是以“技术合理、实践可行、经济性好”为依据展开维修工作的进行。技术合理是指选择满足设备要求的诊断方案;实践可行指的是诊断方案应当和企业设备的装备、人员技术、生产工艺等要求相互适应,要切合实际,不能好高骛远;经济性好是至在满足上述要求的前提下,采用在设备寿命周期内的总费用最低的维修技术。通常要同时满足这三个条件是不可能的,因此这三者之间的关系该如何分配,应当根据具体情况全面综合的考虑。
三、给排水设备状态维修故障维修技术的实施要点
在给排水设备的状态维修中故障诊断技术由状态检测、故障诊断两个部分组成,一般现场的故障诊断分为简易诊断和精密诊断两个层次,简易诊断和精密诊断之间存在一定的联系。这种分层管理在给排水的设备维修应用中过程中取得了良好的实际效果。
故障的诊断技术是根据其目的的不同而采用不同的诊断方法,在过程的实施当中也有一定的差距,但主要的过程还是类似的,一般包括信号的检测、处理、状态识别、预报决策等四个方面。
四、诊断技术的现场应用
在机械设备的故障诊断过程中,用于检测和诊断的信息有很多中。而振动信号是众多信息中最能够直接迅速的反映设备运行状态的一种信号。振动诊断技术在给排水设备的应用,主要是根据对振动的测量和分析,能够在不停止给排水设备的运行、不对设备进行解体就可以得到比较丰富的设备状态信息。振动诊断的理论以及振动诊断的测量方法都是比较成熟的,其诊断结果的准确性也是相当的可靠,有利于在现场的实施。因此振动诊断在以旋转机械为主体的给排水设备中的应用很广泛,取得的效果是十分的明显。在给排水设备的诊断实践中,利用振动诊断技术在电机、水泵、浓缩机、减速器、刮砂机等设备的齿轮故障、轴承故障以及转子故障的诊断常常是取得事半功倍的效果。
在机械设备的维修当中,除了振动诊断技术,还有油液分析技术、噪音分析技术等。油液分析技术是根据磨损残余物在油液中的数量、形态、大小或者油液的理化指标来掌握零件的磨碎状况,为设备的状态维修提供一定的依据。该技术和振动诊断技术的结合能够避免发生设备事故。噪音是一种设备故障信息的来源。噪音诊断技术是通过对机器设备运行中噪音进行测量、分析,从而确定设备的故障部位以及故障的程度。在实际的诊断过程中,通常是采用声级计、听音器等测量给排水设备的齿轮、轴承等部位,从而获得给排水设备的运行状态。
四、结束语
机械设备的故障诊断技术在设备的计划预维修和事后维修的过程中能够较好的解决遇到的相关问题。在给排水设备的维修过程中,结合给排水设备的自身特点,制定科学的诊断策略,同时采用合理的故障诊断技术,从而充分的掌握给排水设备的运行状况,促进设备的维修模式有传统的、被动的维修方式逐渐转变成现代、髙预知性的主动维修模式。这种维修方式的变化,保障了给排水设备的控制的整体性,确保了设备的安全可靠运行以及设备的整体效率,提高了整个企业设备的现代化管理水平。
参考文献
[1]蒋立刚.故障诊断技术在给排水设备状态维修中的应用[J].机电一体化.2012(2).
[2]蒋立刚.振动诊断技术在给排水设备状态维修中的应用研究[J].机械.2012(3).