基于光纤测温技术的带式输送机托辊故障识别算法研究

针对带式输送机托辊出现轴损坏或表面破损导致输送带划破造成严重的安全事故和经济损失问题,利用带式输送机场安装的分布式光纤测温系统对托辊轴温历史检测数据展开分析、比较研究,提出了基于损坏托辊历史温升特征曲线的托辊故障识别算法和基于托辊每日温升与时间二维分布的托辊故障识别算法。采集了2个煤矿带式输送机的现场托辊温度数据进行测试验证。测试数据表明,损坏托辊历史温升特征模式算法的识别成功率在60%~70%;二维正态分布统计算法在识别正常托辊的成功率较高。研究成果能够为煤矿等工业现场的带式输送机系统托辊故障预警和识别提供新的技术方案。     

煤矿带式输送机的常见故障与原因分析

带式输送机是实现矿物连续装载和运输的高效、低噪音设备,其稳定性直接决定着生产的顺畅程度。为了提高应用企业的操作与预防故障水平,系统分析了常见故障及其产生的原因。指出滚筒是带式输送机中非常重要的部件,其主要故障有滚筒体包胶磨损、滚筒体压裂开焊、滚筒轴损坏、滚筒轴承座损坏等。滚筒体包胶的磨损主要由其和输送带间的相对滑动和杂物落入二者之间造成;滚筒体压裂开焊往往与其所受的高负荷及焊接质量有关;滚筒轴损坏与滚筒轴疲劳及加工工艺与材料有关;滚筒轴承座损坏主要与输送线路坡度大、频繁重负荷启停车及轴承中有异物等有关。托辊是输送机稳定运行的重要保障部件,其常见故障有托辊筒皮磨坏、托辊轴承损坏、托辊弯曲变形等。托辊筒皮磨坏的原因主要与输送带间的摩擦力较大、托辊表面质点的运行方向与输送带的运行方向存在夹角及托辊工作环境恶劣有关;托辊轴承损坏主要与其选型和设计不合理,及密封性能差及润滑失效有关;托辊弯曲变形损坏主要与托辊设计强度、局部应力集中有关。输送带是带式输送机的核心构件,最易撕裂和跑偏。输送带的纵向撕裂主要与输送带的应力过度集中、钎子等脱落金属件划伤及输送带跑偏有关;输送带跑偏与托辊轴身径向误差大、皮带接头不正、调心托辊和立辊失效等原因有关。     

煤矿带式输送机滚筒失效故障分析

滚筒是煤矿带式输送机重要部件之一,其可靠性高低对输送机正常运行有着重要影响。分析带式输送机滚筒常见的故障及原因,并应用故障树方法对造成滚筒故障的因素进行定性分析与定量计算,结果可供带式输送机的日常维护和故障排查提供依据。     

矿用带式输送机传动滚筒静力学分析及其结构优化研究

带式输送机是煤矿生产中重要的辅助运输设备,而传动滚筒是带式输送机中主要的受力结构件。以DTL120型带式输送机传动滚筒为研究对象,利用SolidWorks和Ansys软件建立传动滚筒的静力学模型,分析后发现传动滚筒中的主要零部件存在应力集中问题,威胁着零件的运行稳定性。对零部件的结构尺寸进行优化改进,主要是增加尺寸以提升整体的刚度和强度。通过优化改进,传动滚筒中零部件的应力集中现象和位移变形情况得到了显著降低,有效保障了传动滚筒运行过程的可靠性。将优化方案应用到DTL120型带式输送机工程实践后,机械整体运行稳定,取得了很好的经济效益。     

磁垫式带式输送机的设计研究

针对托辊支撑的带式输送机存在零部件数量多、耗能大、维护费用高、带速受限、噪声大等问题,探讨应用磁力机械技术设计磁垫式带式输送机。磁垫式带式输送机的研究关键在于解决磁力支撑与重要零部件设计问题,通过建立带式输送机力学模型,研究了利用永磁体悬浮输送带的支撑模式,分析了永磁体悬浮的工作机理,对关键零部件磁性输送带、防磁托辊、防磁滚筒、磁铁质的去除装置给出了设计方法与思路。     

煤矿输送机电气节能控制系统设计研究

带式输送机已成为煤矿行业重要的生产运输设备。为了降低输送机的生产能耗,设计了煤矿输送机电气节能控制系统,分析了电气节能控制方案和输送机设计选型依据,然后,对系统总方案进行设计。系统的核心采用S7-300系列的PLC,分别对控制系统的硬件部分和软件部分进行设计研究,并应用于现场。研究得出:当采用节能控制系统后,年节能效率为45.5%,托辊、滚筒、胶带机械损耗也大大降低,增加了输送机的使用寿命。研究对于提高矿井节能改造提供了借鉴。     

基于光纤测温的托辊轴温检测及热传导模型研究

针对带式输送机运转过程中因传输托辊故障导致摩擦升温引发火灾的问题,基于热传导原理设计了2种用于不同测量需求的光纤温度传感装置,实验测试并分析了该2种感温装置的热传导灵敏度;设计搭建了胶带长度为50 m的带式输送机实验测试系统平台,开展了空间温度场数据仿真测试,根据模拟实验获得的数据,建立了托辊摩擦点温升与轴温热传导模型,以及轴温与热管光纤温度传感装置之间的热传导模型,用于火灾预警监测;模拟测试获得托辊轴承故障温度变化曲线,推导出托辊轴温升斜率函数,论证利用其最大温升斜率来辨识托辊坏轴。研究成果能够为煤矿、港口等工业现场的带式输送机系统火灾预警提供技术支撑。     

托辊淋水试验装置的改进设计

<正>1问题的提出托辊淋水试验装置主要检验输送机托辊的防水密封性能,该试验装置自投入使用以来发现驱动电动机经常发生故障,严重时会损坏,影响了托辊检验任务。具体分析如下:依据标准MT821-2006《煤矿用带式输送机托辊技术条件》的要求,将托辊安装在倾角为30°的试验装置,由电动机通过     

带式输送机跑偏原因分析及调心托辊纠偏特性研究

对引起带式输送机跑偏故障的原因进行归纳总结,并采用ADAMS对调心托辊纠偏特征进行模拟分析。研究表明:(1)带式输送机跑偏故障是输送带受力不均衡、托辊及滚筒故障等多因素综合作用结果。(2)调心托辊在偏转12°以内时具有较强的纠偏能力,但是偏转超过12°后纠偏能力呈显著降低趋势。(3)在带式输送机现场应用时,应将输送带跑偏量控制在较小范围内,当跑偏量较大时应采用人工辅助纠偏方式降低输送带跑偏量,从而降低输送带跑偏影响。研究成果可为矿井带式输送机跑偏故障的处理及预防提供一定借鉴。     

北辛窑St4000型带式输送机监控系统设计研究

北辛窑煤矿采用人工方式对带式输送机运行状态进行巡检,巡检效率低,隐蔽故障无法及时发现,多次引发停产。基于此,以St4000型带式输送机为研究对象,设计自动监控系统,对输送带、托辊、电机以及滚筒等关键部件状态进行实时监控,并在出现故障后及时报警。经过试验检测,系统的稳定性和准确性均可满足需求。     

煤矿提升机天轮故障分析及监测方法研究

为了确保煤矿提升机的安全运行,采用故障树对煤矿提升机天轮故障进行分析,建立了煤矿提升机天轮故障树,确定3种故障特征:轴承故障导致的天轮噪声过大、井架安装不正导致的井架倾斜和天轮安装不正导致的天轮偏摆过大。研究了煤矿提升机天轮故障监测方法,对提升机天轮的运行状态进行了监测,并构建了系统的软、硬件部分,对采集的天轮振动信号处理进行了研究。研究结果为煤矿提升机天轮的正常运转提供了技术支持。     

基于MASTA的煤矿托辊支撑轴承装配及热膨胀分析

针对装配间隙对煤矿托辊传动和承载影响较大等问题,对煤矿托辊支撑轴承与托辊轴装配特性进行研究,基于MASTA对煤矿托辊支撑轴承与托辊轴装配系统热膨胀性进行仿真分析。研究及仿真结果表明:煤矿托辊支撑轴承与托辊轴加工制造误差、装配方式对煤矿托辊支撑轴承与托辊轴装配间隙影响较大。在实际工况下,煤矿托辊支撑轴承与托辊轴装配间隙是实时变化的,热膨胀对煤矿托辊支撑轴承与托辊轴装配间隙和接触应力影响较大。该研究可为煤矿托辊系统综合传动性能提高、承载能力的增加及疲劳寿命的延长等方面提供依据。     

离心式逆止托辊的设计

介绍了煤矿用带式输送机的一种新型逆止托辊—离心式逆止托辊。它利用离心力的原理,采用一种悬臂吊挂逆止机构,结构简单,逆止性能可靠,投放市场以来,深受用户欢迎。     

矿用带式输送机滚筒故障检测系统应用研究

对矿井机械部件和设备进行频繁、准确的检查是必不可少的,因为故障可能导致计划外停机、大量材料损失和经济损失,甚至危及工人的生命安全.在采矿业中,胶带托辊或滚筒是关键部件.分析了现有的滚筒检测技术,提出了一种基于热成像相机的滚筒检测方法.工程实验初步结果表明,使用信号处理技术能够自动识别滚筒故障.同时还提出并实现了一个后端...     

基于Hough变换的带式输送机托辊图像分割方法

由于现阶段对煤矿带式输送机托辊缺乏有效的监测，传统的人工巡检方法存在效率低、自动化程度低等问题，提出一种矿用带式输送机托辊图像分割算法。该算法利用带式输送机沿线巡检装置采集带式输送机图像，对托辊区域图像进行边缘检测，通过霍夫变换和直线拟合方法，确定托辊的4个边界。利用托辊边界制作图像掩膜分割出托辊图像区域。实验表明，该算法对不同位置托辊能够实现准确的自动分割，为利用视觉检测技术监测托辊运动状态提供可靠的技术基础。     

矿用刮板输送机运行时在线监测及故障诊断系统应用研究

为了提高煤矿用刮板输送机设备的自动化水平,设计了一种刮板输送机自动监测和诊断系统。刮板输送机的故障会直接影响到日常生产。提出了一种小波包分解（WPD）和支持向量机（SVM）相结合的带式输送故障诊断方法,重点是托辊故障的检测。由于托辊的数量可能很大,采用一个加速度传感器来收集多个托辊的振动信号,以减少传感器的数量。用WPD对振动信号进行分解,提取各频带的能量作为特征,并利用这些特征训练SVM,实现托辊故障的检测。首先在试验台上对该故障诊断方法进行了测试,设计了一种针对刮板输送机的在线监测和故障诊断系统。在运行中的刮板输送机上进行了实验,验证了该系统可以用有限数量的传感器定位故障托辊的位置,这对刮板输送机的运行很重要。     

矿用重载双列圆柱滚子轴承振动特性研究

针对振动噪声对矿用重载双列圆柱滚子轴承疲劳寿命影响较大的问题,以矿用重载NN3040双列圆柱滚子轴承为研究对象,分析了矿用重载双列圆柱滚子轴承模态特性;以模态振动频率为加载条件研究了矿用重载双列圆柱滚子轴承振动速度、加速度等振动特性。仿真及研究结果表明:不同模态阶数下,矿用重载双列圆柱滚子轴承振动频率、振型不同;矿用重载双列圆柱滚子轴承不同零件受载不同,轴承振动速度、振动加速度不同。该研究为矿用重载双列圆柱滚子轴承振动噪声减小、疲劳寿命的提高等方面提供理论依据。     

制造精度对托辊运行的影响

理论分析制造精度对托辊表面跳动量的作用,得出对托辊运行的影响,为托辊的设计和生产提供理论依据。其中,各要素有托辊筒体的圆柱度、轴承与轴承座的配合、滚动轴承的径向游隙、轴承与轴颈的配合、轴受力形成的挠度、两轴承作为支撑点的同轴度。     

煤矿提升机故障分析及诊断系统方案设计

为了确保煤矿提升机安全运行,分析了提升机齿轮箱故障、齿轮箱振动故障机理、煤矿提升机电机故障以及煤矿提升机滚筒故障。设计了提升机故障诊断系统方案,根据煤矿提升机的技术参数,建立了煤矿提升机故障诊断总体方案,方案主要由上位机、数据采集卡、信号调理器和检测量传感器组成,布置了煤矿提升机机械设备检测量。研究为矿井安全提升提供了理论支持。