礦山機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)與維修技術(shù)分析

黃艷林

（江西江銅銀珠山礦業(yè)有限公司，江西 貴溪 335400）

隨著科技的普及，生產(chǎn)力也得到了釋放，尤其是在采礦業(yè)，機(jī)械設(shè)備取代生產(chǎn)力已經(jīng)成為采礦業(yè)發(fā)展的必然途徑。因此，礦山機(jī)械設(shè)備的種類和數(shù)目也逐漸增加，但由于礦山多處在復(fù)雜的地形環(huán)境中，其機(jī)械設(shè)備的使用面臨著風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的使用風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)，礦山機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題往往需要一段時(shí)間，由于機(jī)械設(shè)備在出廠時(shí)其性能已經(jīng)經(jīng)過(guò)了檢驗(yàn)，因此其風(fēng)險(xiǎn)主要在礦山資源開采后產(chǎn)生[1]。因此需要解決機(jī)械設(shè)備在使用時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，這就要求礦山機(jī)械設(shè)備使用過(guò)程具有實(shí)踐性，保證礦山機(jī)械設(shè)備使用風(fēng)險(xiǎn)降到最低，因此需要對(duì)礦山機(jī)械設(shè)備的維修與保養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行研究，及時(shí)對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行維修，并且及時(shí)進(jìn)行維修保養(yǎng)。事實(shí)上，礦山機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生故障是一個(gè)漸變過(guò)程，因此將這個(gè)漸變過(guò)程稱為漸發(fā)性。

經(jīng)過(guò)對(duì)礦山各個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際分析可以發(fā)現(xiàn)，礦山機(jī)械設(shè)備的損傷程度與使用時(shí)間有非常大的關(guān)系，隨著機(jī)械設(shè)備的使用時(shí)間增長(zhǎng)，礦山機(jī)械設(shè)備會(huì)逐漸產(chǎn)生磨損，進(jìn)而損傷，損傷后的機(jī)械設(shè)備在使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。礦山的保養(yǎng)與維修技術(shù)就是這種條件下產(chǎn)生的，可以有效地解決機(jī)械設(shè)備的漸發(fā)性，研究礦山的保養(yǎng)與維修技術(shù)必須明確各個(gè)礦山機(jī)械設(shè)備的機(jī)理，將礦山機(jī)械設(shè)備使用時(shí)的磨損狀態(tài)與礦山采集狀態(tài)聯(lián)系起來(lái)，從而得出機(jī)械設(shè)備的磨損老化與使用之間的聯(lián)系[2]。研究礦山機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)與維修技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)礦山高效采集，確保礦山采集質(zhì)量有重要意義，也為相關(guān)的探采企業(yè)提供了利益。傳統(tǒng)的礦山設(shè)備維保技術(shù)僅能達(dá)成部分維保效果，對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命方面并無(wú)作用，因此本文設(shè)計(jì)一種新的礦山維保技術(shù)，來(lái)保證礦山機(jī)械設(shè)備的正常維護(hù)保養(yǎng)狀態(tài)，排查設(shè)備的運(yùn)行故障，有效延長(zhǎng)礦山機(jī)械設(shè)備的使用壽命。

1 礦山機(jī)械設(shè)備的保養(yǎng)與維修技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 分析礦山機(jī)械設(shè)備維保平臺(tái)需求

在本文設(shè)計(jì)的礦山維保技術(shù)中，構(gòu)建了一個(gè)功能齊全的平臺(tái)，用來(lái)管理礦山機(jī)械設(shè)備的數(shù)據(jù)，因此需要分析該維保平臺(tái)的需求，確保其可以方便地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)設(shè)置、在線故障清除，以及設(shè)備維修信息管理功能。此外，設(shè)計(jì)的平臺(tái)必須可以在線或離線檢查管理平臺(tái)的運(yùn)行情況，及時(shí)操作控制設(shè)備維護(hù)平臺(tái)，確保設(shè)備信息能準(zhǔn)確地被查詢，并且保證數(shù)據(jù)的安全。及時(shí)分析并設(shè)置維保平臺(tái)需求可以大大簡(jiǎn)化平臺(tái)管理員維護(hù)平臺(tái)的工作量，適應(yīng)快速變化的設(shè)備維護(hù)信息，提高平臺(tái)的運(yùn)行效率，降低人工維護(hù)成本。對(duì)于基礎(chǔ)的礦山機(jī)械設(shè)備維修平臺(tái)來(lái)說(shuō)，要能夠及時(shí)有效地管理設(shè)備維修信息，使瀏覽平臺(tái)頁(yè)面的管理人員可以方便地從平臺(tái)頁(yè)面進(jìn)行管理。除此之外，平臺(tái)還必須滿足搜索交互需求，使管理人員能夠根據(jù)搜索用戶的具體需求搜索相關(guān)設(shè)備維修信息，包括關(guān)鍵字、主題、故障次數(shù)等[3]。

本設(shè)備維修平臺(tái)的開發(fā)是通過(guò)設(shè)備維修流程的一體化來(lái)設(shè)計(jì)的，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備維修標(biāo)準(zhǔn)化管理，維修內(nèi)容審核和錯(cuò)誤維修信息提交自動(dòng)化，從而提升維修平臺(tái)的維修保養(yǎng)效率。本方法使用的設(shè)備維護(hù)管理平臺(tái)是基于平臺(tái)的應(yīng)用預(yù)期，滿足整體業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)需求、管理需求和平臺(tái)運(yùn)維需求來(lái)設(shè)計(jì)的。設(shè)備維護(hù)數(shù)據(jù)管理主要包括設(shè)備數(shù)據(jù)管理和維護(hù)數(shù)據(jù)管理、設(shè)備數(shù)據(jù)管理指的是設(shè)備維護(hù)管理平臺(tái)中對(duì)礦山企業(yè)記錄的設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，設(shè)備數(shù)據(jù)管理記錄了設(shè)備的各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括設(shè)備數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息和出場(chǎng)時(shí)間等。設(shè)備維修數(shù)據(jù)管理主要用于管理與設(shè)備維修相關(guān)的技術(shù)文件，如設(shè)備維修狀況、設(shè)備維修技術(shù)和設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維修數(shù)據(jù)等，分別對(duì)應(yīng)了設(shè)備類型和故障類型。設(shè)備保養(yǎng)包括設(shè)備潤(rùn)滑管理、設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢查等多項(xiàng)功能，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備維護(hù)和故障排除等環(huán)節(jié)的信息化管理，實(shí)現(xiàn)高效維修保養(yǎng)。

1.2 構(gòu)建設(shè)備維保預(yù)測(cè)模型

從機(jī)械的檢測(cè)和故障診斷的信號(hào)分析、信號(hào)識(shí)別、信號(hào)合成，零件加工和機(jī)械裝備研究得出機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)需求與時(shí)間呈正相關(guān)，因此需要對(duì)維修機(jī)械設(shè)備的相關(guān)時(shí)間序列進(jìn)行觀察，記錄機(jī)械設(shè)備的維保與時(shí)間的關(guān)系。觀察研究得出的時(shí)間序列，提取有用的數(shù)據(jù)信息，尋找客觀規(guī)律，預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行合理控制，實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列的有效分析，而設(shè)備狀態(tài)趨勢(shì)預(yù)測(cè)采用時(shí)間序列數(shù)據(jù)處理方法，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，以確保設(shè)備的連續(xù)和高效使用，基于此，構(gòu)建了設(shè)備維保預(yù)測(cè)模型，構(gòu)建流程如圖1所示[4]。

圖1 設(shè)備維保預(yù)測(cè)模型構(gòu)建流程

由圖1可知，在施工和采礦的過(guò)程中，設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)和該模型產(chǎn)生的信號(hào)，如振動(dòng)、溫度、潤(rùn)滑油黏度、軸承轉(zhuǎn)速等，都對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的時(shí)間歷程，即系統(tǒng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)輸出狀態(tài)。特定時(shí)間記錄或傳感器捕獲的數(shù)據(jù)序列，通常具有動(dòng)態(tài)輸出隨機(jī)性，因此該時(shí)間序列也是隨機(jī)序列，但可以用作一般穩(wěn)定或接近穩(wěn)定的隨機(jī)離散信號(hào)。由于它是隨機(jī)序列，因此無(wú)法確定影響原因。整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性和內(nèi)聚性增加了數(shù)據(jù)分析和處理的難度。

一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行分析后的抽象和簡(jiǎn)化只能用于一般的分析，很難預(yù)測(cè)采礦設(shè)備的趨勢(shì)。在這種情況下，時(shí)間序列模型顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。常見的時(shí)間序列模型包括ARIMA模型、GARCH模型等。

1.3 搭建礦山維修保養(yǎng)平臺(tái)

設(shè)備維修平臺(tái)是基于設(shè)備維修的機(jī)械設(shè)備需求建立的，該平臺(tái)中儲(chǔ)存了礦山機(jī)械設(shè)備基礎(chǔ)信息、礦山機(jī)械故障統(tǒng)計(jì)信息、技術(shù)人員信息和物資信息等，以制定、調(diào)度、執(zhí)行、收尾為基礎(chǔ)。按照制定的礦山機(jī)械設(shè)備維保計(jì)劃，建立適合的維保模式。通過(guò)科學(xué)的信息化管理技術(shù)，掌握大型的礦山設(shè)備維修技術(shù)人員信息。露天礦山的維修材料、設(shè)備故障和維修計(jì)劃也可以通過(guò)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)的管理和控制。除此之外，該平臺(tái)規(guī)范了設(shè)備維修程序，確保設(shè)備的正常使用，降低了設(shè)備的維修成本。

維修保養(yǎng)平臺(tái)的設(shè)備管理功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各種生產(chǎn)設(shè)備的基本信息、資產(chǎn)信息、配置信息、狀態(tài)信息、維修信息及相關(guān)文件的增刪改查和確認(rèn)。設(shè)備管理信息主要由四個(gè)方面組成，一、出廠編號(hào)、簡(jiǎn)稱、規(guī)格、型號(hào)、照片、單位、位置、狀態(tài)、維修指標(biāo)、制造商、供應(yīng)商、關(guān)鍵參數(shù)。第二，資產(chǎn)信息、資產(chǎn)型號(hào)、購(gòu)買日期、使用日期、資產(chǎn)原始價(jià)值、規(guī)定內(nèi)容壽命、使用壽命、剩余內(nèi)容壽命、預(yù)期壽命。第三，配置信息、部件號(hào)，根節(jié)點(diǎn)號(hào)，父節(jié)點(diǎn)號(hào)。第四，狀態(tài)參數(shù)號(hào)、狀態(tài)參數(shù)名稱、設(shè)備號(hào)、參數(shù)值類型、狀態(tài)參數(shù)值、檢測(cè)時(shí)間。

1.4 設(shè)計(jì)礦山維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)

設(shè)備維修信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)必須遵循標(biāo)準(zhǔn)化的原則，數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有關(guān)系都必須在一定的約束條件內(nèi)建立。在構(gòu)建礦山維保數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，必須按照規(guī)則來(lái)構(gòu)建，這些規(guī)則簡(jiǎn)稱為范式，建立的維保數(shù)據(jù)庫(kù)有幾種類型，包括了第一至第三范式，范式的級(jí)別表示了范式的約束類型。需要使用數(shù)據(jù)分析決定礦山維保數(shù)據(jù)書寫的字符長(zhǎng)度和種類。再根據(jù)設(shè)備維修的實(shí)際特點(diǎn)和數(shù)據(jù)的范式，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，組織存儲(chǔ)若干表，用來(lái)儲(chǔ)存礦山的維修數(shù)據(jù)、保養(yǎng)數(shù)據(jù)、工具信息、安全信息等。數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成數(shù)據(jù)信息集合[5]。所有數(shù)據(jù)信息都可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生的視圖來(lái)查看。除此之外，數(shù)據(jù)庫(kù)除了有儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的功能，還有調(diào)用數(shù)據(jù)的功能，可以采用數(shù)據(jù)編號(hào)，數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)日期等數(shù)據(jù)特征來(lái)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的維保數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效維保。

2 實(shí)驗(yàn)

為了檢測(cè)本文設(shè)計(jì)的礦山機(jī)械保養(yǎng)與維修技術(shù)的有效性，研究其與傳統(tǒng)的機(jī)械保養(yǎng)與維修技術(shù)維修保養(yǎng)后的使用壽命，進(jìn)行試驗(yàn)，如下所示。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)量化了設(shè)備維修工作的可靠性指標(biāo)和維修關(guān)鍵因素，充分利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，分析了綜合信息化設(shè)備維修模式，為礦山設(shè)備維修提供了科學(xué)依據(jù)。通過(guò)制定合理的設(shè)備維修模型，促進(jìn)礦山設(shè)備維修系統(tǒng)的科學(xué)管理，為礦山管理人員提供有效的參考，提高礦山設(shè)備管理部門分析的效率，減少了不必要的資金浪費(fèi)。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

選取不同的機(jī)械設(shè)備，分別使用傳統(tǒng)的礦山機(jī)械保養(yǎng)與維修技術(shù)和本文設(shè)計(jì)的礦山機(jī)械保養(yǎng)與維修技術(shù)進(jìn)行保養(yǎng)，檢測(cè)其使用壽命，如下表1所示。

表1 檢測(cè)結(jié)果

如表1所示，使用本文設(shè)計(jì)的技術(shù)進(jìn)行維修保養(yǎng)能有效提升設(shè)備的使用壽命，因此有一定的應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，礦山機(jī)械設(shè)備的維保技術(shù)可以改善目前礦山的開采效率，增加設(shè)備的使用壽命，因此本文設(shè)計(jì)了機(jī)械設(shè)備維保技術(shù)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明本文設(shè)計(jì)的技術(shù)能有效地增加各個(gè)設(shè)備的使用壽命，有一定的應(yīng)用價(jià)值，能確保開采的機(jī)械設(shè)備具有良好的性能，對(duì)礦山的后續(xù)開采有重要意義。