矿用带式输送机智能监测系统研究

针对矿用带式输送机运行过程中存在的托辊、滚筒等关键部件与输送带摩擦发热,钢丝绳芯输送带内部损伤与撕裂,运行功耗大等问题,设计了一种矿用带式输送机智能监测系统。该系统包括基于弱磁检测法的钢丝绳芯输送带损伤监测系统、基于红外热成像温度检测法的带式输送机关键部件故障诊断与预警系统和基于视觉检测法的煤流监测、异物监测、胶带撕裂监测及人员安全监测系统,详细介绍了各系统的实现原理。对钢丝绳芯输送带内部损伤识别及带式输送机关键部件故障诊断预警进行了实验验证,结果表明该系统对钢丝绳芯输送带损伤识别的准确率约为98%,且可准确识别带式输送机关键部件故障并发出预警。     

非线性调频模态分解-同步提取变换方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

传统同步提取变换（SET）方法在处理多分量非平稳复杂信号时,各相邻分量的瞬时频率差要大于窗函数频率支撑范围的2倍,否则时频结果易发生频率混叠,而工程信号常常难以满足。此外,在处理高噪的复杂信号时,其时频分辨率往往不理想。针对此不足,将非线性调频模态分解(VNCMD)引入SET中,提出一种VNCMD-SET的故障诊断方法。利用VNCMD通过结合解调手段以及变分模态分解的联合优化方案来有效处理频率临近甚至交叉的非平稳信号,对故障信号进行分解重构,对该重构信号进行SET处理。将所提方法与传统SET方法进行对比研究,并进行实验验证。仿真和实验结果表明：VNCMD-SET方法明显优于传统SET方法,克服了传统SET方法的不足;VNCMD-SET方法能有效提取出故障信号的频率特征,且不发生混叠,同时具有一定的抗噪性能。     

GaN材料的高速生长对其C污染以及光致发光光谱的影响

利用金属有机化学气相沉积对GaN的高速生长进行了研究.结果表明,随着GaN生长速率的提高,其非故意掺杂的C含量也在提高,并且呈现出良好的线性关系.当生长速率由2μm/h增加至7.2μm/h时,利用SIMS测量发现其GaN中的C含量由2.9×1017增加至5.7×1018 cm-3 .研究表明,N空位的存在与C浓度之间存在紧密的联系。在高氨气分压生长条件下,N空位的浓度也在急剧下降。此时,与具有相近生长速率的常规样品相比,其C含量几乎下降了一个数量级。.光致发光光谱表明,黄带以及蓝带的强度与C污染存在线性关系.这个结果也证实了与C相关的缺陷是导致黄带以及蓝带发光的主要来源。     

基于ADAMS的液压支架焊接机器人动力学仿真分析

为了提高煤矿液压支架的焊接质量和效率,提出了焊接机器人设计方案。针对焊接机器人设计过程中的动力学问题,通过CATIA建立仿真模型,再由MSC SimDesigner导入ADAMS中进行动力学分析。仿真研究了机构的直线和圆周运动过程,并在给定机构运动范围内,仿真研究其动力学特性,为优化焊接机器人的结构,保证焊接机器人的性能提供依据。     

煤矿钢芯输送带缺陷信号非平稳强噪声滤波研究

煤矿钢芯输送带缺陷电磁检测信号易受到煤矿工况中非平稳强噪声影响,因此,提出一种改进阈值小波的变步长LMS自适应滤波算法对缺陷信号非平稳强噪声进行滤波。该方法首先运用改进阈值小波多尺度分解后的高频信号作为自适应滤波的参考噪声信号,然后运用变步长LMS自适应滤波方法对缺陷信号进行滤波。该方法克服了小波软、硬阈值的缺陷和固定步长LMS自适应滤波中收敛速度和稳态误差对步长因子要求不一致的矛盾。并与改进阈值小波滤波方法进行了对比,结果表明:该方法具有更好的滤波效果,能有效地滤除缺陷信号中的非平稳强噪声。     

球压试验压痕直径的视觉测量方法

球压试验是测试电工、电子产品中非金属材料及固体绝缘材料耐热性能的重要方法;由于压球与压痕相接触区域不易准确识别,如何客观、准确、快速地测量压痕尺寸成为困扰质检人员已久的一大问题。根据压球与压痕相接触区域与非接触区域对垂直光照反射特性的不同,通过垂直光照下采集压痕图像可以准确地分割出接触区和非接触区。图像经过预处理后采用灰度重心法确定压痕的灰度中心位置,识别压球与压痕接触区域的分界点,采用Hough圆变换计算压痕直径的像素距离,最后根据标定实验得到直径的实际尺寸;实验结果表明,测量结果的重复性标准差<0.0016mm,重复性限<0.003mm,测量值与标定结果的偏差的绝对值<0.01mm,满足压痕测量的精度要求。     

采掘装备绿色设计与评价技术研究

针对采掘装备设计存在过于依靠经验、人工计算偏差大而导致设计质量差、设计周期长等问题,以矿山采掘装备绿色设计为切入点,围绕需求分析、绿色设计、评价三大环节分析了采掘装备绿色设计总体方案,从设计绿色化、制造工艺绿色化、激光熔覆修复再制造技术、掘进系统智能化及状态监测与故障诊断五方面分析了采掘装备绿色设计关键技术。以采煤机为例,对其进行绿色设计分析,从资源、人机、能源、环境、经济、技术六大属性出发,构建了采煤机绿色设计评价指标体系,建立了采煤机绿色设计信息数据库。在设计阶段考虑采掘装备的绿色性,可提高采掘装备的生产质量,对推进煤炭行业绿色设计资源的共建共享及增强行业绿色化设计的示范作用具有重要意义。     

煤矿带式输送机变频控制试验平台设计

带式输送机在大运量、大功率及长距离工作状态,存在启停冲击大、运行故障和断带事故频发等难题,因而急需开发一套带式输送机智能监控系统。变频控制试验平台是该系统研发的基础,设计了基于RS485通信的带式输送机变频控制试验平台,通过变频控制系统实现了手动和自动两种控制方式对带式输送机软启停控制和变频调速控制,并且可以在线监测电动机运行的电压、电流和转矩。该试验平台为带式输送机智能监控系统的研发奠定了良好的基础。     

轴承振动信号特征提取及故障诊断研究

为了快速准确地识别轴承故障,研究了轴承振动信号时域特征和小波包能量特征提取方法,通过实验分析最终选择的轴承故障特征为无量纲时域特征和小波包能量特征,并采用"一对多"支持向量机分类算法对轴承的正常、外圈故障、内圈故障和滚动体故障四类数据进行了故障诊断实验,诊断准确率为96%。