振动筛激振器斜齿轮中心距对其动力学特性的影响分析——仿真实验与科研实践联动的案例设计

该文借助数值仿真技术设计了具有煤矿行业特色的仿真实验与科研实践联动的项目案例。该案例以矿用振动筛激振器的关键部件斜齿轮副为研究对象,建立了振动筛激振系统虚拟样机,确定了斜齿轮副的复杂工况点和危险工况点,计算了标准中心距和非标准中心距下的疲劳寿命。深入研究了非标中心距下斜齿轮副中心距的动态波动特征和动力学振动响应特性,得出非标中心距不仅可以消除“挤齿”现象,而且能使啮合传动更加平稳。经过仿真实验与科研实践联动的案例训练,促进了学生专业知识的内化吸收,以及学生综合实践能力和工程创新能力的培养。

煤矿井下可控式导孔钻具执行机构的研究

针对千米煤矿井下可控式导孔钻具执行机构的研制,以执行机构的支撑板作为研究对象,提出了一种新型支撑板结构,并建立了其三维有限元计算模型,分析了在最大载荷工况下支撑板的应力、应变。结果表明:支撑板在最大载荷作用下,应力最大为248.6 MPa,应变最大为0.001 3,位于支撑板中间应力最集中的位置,且最大变形量为0.034 4 mm,满足现场施工要求。证明支撑板结构设计合理,可为后续千米导孔钻具结构设计提供参考。

24种特征指标对轴承状态识别的性能研究

要实现机械设备的故障诊断,关键是要找到对设备状态敏感性和聚类性强的特征指标。针对如何筛选出满足上述特点的指标,提出结合投影寻踪方法研究24种特征指标对轴承状态识别的敏感性和聚类性;以内圈故障为例,构造其故障振动的数学模型,计算得到24种特征指标并将其投影,提出最佳投射方向矩阵,研究在最佳投影方向矩阵下24种特征指标的投影分布特征;提出用极差系数、平均差系数、离散系数、主轴线相对系数和均值系数来研究24种特征指标对不同故障的敏感性和聚类性;借助美国西储大学轴承数据中心网站公开发布的轴承探伤测试数据集中的内圈故障进行验证。该方法能够为轴承的故障诊断筛选优质特征指标,保证故障识别的及时性和诊断准确性。

投影寻踪方法在设备预知维护中的应用研究

提出了一种融合投影寻踪的自回归分析方法实现设备的预知维护。该预知维护方法是从设备关键部件处提取振动信号,经分析和计算得出24种特征指标用以描述设备运行状态;对24种特征指标分别提取一个时间序列并各自进行自回归分析,得到各自对应的预测因子;利用投影寻踪将前述预测因子投影到二维空间,然后分别建立预测因子投影值与相对应的特征指标值的拟合函数,进而推算出24种特征指标的未来值;再通过对24种特征指标的未来值在最佳投影方向矩阵下进行投影,根据投影值的分布情况判断设备未来运行状态是否存在异常,从而实现设备的预知维护。最后利用美国西储大学轴承数据中心网站公开发布的轴承探伤测试数据集中的内圈故障数据和山西省某洗煤厂主井皮带机的减速器故障数据进行了验证。

基于投影寻踪的旋转设备潜在故障识别方法

为了解决潜在故障阶段特征信号微弱、有效信息难以提取的问题,提出一种基于投影寻踪的旋转设备潜在故障识别和预警方法。通过计算得出24个特征指标用以描述设备运行状态。为避免单一投影方向揭露信息的片面性,提出利用最佳投影方向矩阵将不同状态(包括正常状态和异常状态)下的24个特征指标投影到二维空间,得到投影值的分布特征,并以此建立特征评价指标体系。通过观察待评估的某一时刻的24个特征指标的投影值分布与上述特征评价指标体系相对比,即可判断该时刻设备运行状态是否存在异常和故障类型。试验数据分析表明,该方法具有较好的可行性和可靠性,在捕捉早期故障信号方面具有很高的灵敏性。

垂直弯曲运行带式输送机动力学分析方法浅析

对垂直弯曲带式输送机进行了深入的研究,提出了总体的动力学研究方案:在分析相邻两托辊间输送带长度时,采用符合实际情况的斜抛物线公式,分析了输送机不均匀载荷工况特性,建立了连续动力学模型。对垂直弯曲带式输送机的动力学研究奠定了一定的基础。

基于MEMS技术的矿用无线传感采集系统设计

针对煤矿设备状态有线监测系统的布线复杂、成本高、灵活性差等现状,为改善现有无线监测系统存在的通讯距离有限、抗干扰能力差、能耗高等问题,及解决已有监测系统数据无法接入共享的信息孤岛的问题,研究了一种基于MEMS技术的矿用无线传感采集系统。详细介绍了该系统的总体设计方案、采集器和集中器的硬件电路设计及软件实现(包括通讯报文的编制),并通过测试验证了系统的性能可靠。结果表明,该无线传感采集系统可灵活适应煤矿井上、井下复杂工作环境,实现煤矿设备的振动、温度信号的实时、远距离、无线传输,可为矿用设备的健康监测和故障诊断提供丰富的数据支撑。

大型矿山机电设备远程健康诊断系统的研究进展

设备预知维护是矿山设备管理的发展趋势。文章介绍了大型矿山机电设备远程健康诊断系统(简称为4M系统)的功能模块组成,分别从设备日常管理、设备在线监测、设备故障模拟以及预知维护模型等方面阐述了所在研究团队的相关进展,同时还分析了该系统在现场应用中存在的不足及解决方法,对煤矿设备管理实现预知维护提供了很好的指导作用。

我国矿用刮板输送机技术现状及发展分析

我国煤炭开采量的不断加大,促进了高产、高效刮板输送机的快速发展。文章详细阐述了我国刮板输送机的发展历史和现状;介绍了刮板输送机的主要分类;重点指出了四个未来刮板输送机技术研究的关键点:加强基础理论研究、使用和研制新型材料和改进关键部件的加工工艺、设计研发综采面刮板输送机状态监测及故障诊断系统;并在文章的最后指出了未来刮板输送机发展的趋势。

基于nRF24L01的无线温度监测系统

文章介绍了一种由nRF24L01无线数字传输芯片和单总线数字温度传感器DS18B20组成的无线温度监测系统;详细阐述了该系统的软、硬件设计和系统基于LabVIEW的多通道实时采集;并讨论了该系统在无线测温监测中的应用。

工程制图教学与大学生科研训练计划的合理结合

工程制图是培养大学生空间思维和分析设计能力的关键的传统课程,大学生科研训练是培养其科研能力和创新能力的新手段,两者在实施的过程中均存在一些问题和弊端。本文对两者的发展现状进行了陈述,并提出四项行之有效的措施:结合科研训练重组工程制图教学内容、结合科研训练进行工程制图实践训练、双指导模式和双考核制度。

促进校企合作的煤矿特色机械专业虚拟仿真实践平台建设模式探索

针对矿业类院校与企业合作建立虚拟仿真实现平台建设模式开展研究,总结了高校实践教学现存的普遍问题、企业发展需求和资源优势,提出创建校企合作的煤矿特色机械虚拟仿真实践平台的必要性;为保证平台的长久发展,探讨了详细的合作模式;提出了仿真平台总体的设计思路和功能模式,并以"矿山设备故障诊断实验模块"为例阐述了具体的实施策略,为矿业类院校更好的改善实践教学拓宽了思路,构建了一种校企双赢的模式。

刮板输送机链条故障在线监测仪设计

为了及时发现刮板输送机链条断链、断刮板、堵转和跳链故障,保障刮板输送机稳定可靠运行,保证煤矿安全生产,研发了能够检测多种链条故障的在线监测仪。设计了刮板输送机链条故障传感器,提出了以双单片机为核心、具备人机交互和以太网数据传输功能的隔爆兼本安型监测仪的总体架构,对监测仪核心元器件进行了选型设计,开发了由最小系统、脉冲信号隔离输入电路、脉冲测量电路等组成的监测仪核心电路,提出了双路脉冲信号分析逻辑实现了故障类别的判断。刮板输送机在线监测仪能够及时发现刮板输送机链条故障,为煤矿生产安全提供有效保障。

煤矿设备预知维护系统的设计

文章针对目前煤矿设备管理中采用计划维修所存在的问题,提出了矿用设备预知维护系统(简称为4M系统),该系统集设备日常信息管理、工况监测、故障模型模拟及预知维修模型决策四种功能于一体,为煤矿设备管理工作提供了新的指导方法。另外,以带式输送机传动系统为例,介绍了相应的4M系统的实现过程。

基于无线通信的洗选厂设备在线监测系统设计

为全面实时跟踪洗选厂设备运行状况并及时发现安全隐患,提高设备运行的可靠性,基于无线通信设计了由监测子站、监测分站和监测总站构成的三层结构监测系统,实现了设备振动信号和温度信号的全覆盖监测以及监测子站与监测分站之间的无线通信,同时利用LabVIEW开发了监测平台实现监测数据的显示、存储、报表等功能,还具有预知维护决策功能实现对设备故障的早期识别和预知维护。

液压支架压力监测装置设计

为了及时、准确地掌握液压支架立柱压力情况,保障煤矿工作面安全生产,设计了以AT89S52单片机和CAN总线通信模块为核心的液压支架压力监测装置。提出了该装置总体方案,开发了由单片机最小系统、显示模块、存储模块、A/D转换模块、光电隔离模块、CAN总线通信模块、电源模块和报警模块组成的硬件电路原理,设计了主程序流程,实现了数据采集与显示、数据通信、系统设置、报警等功能。

基于PCC的液压支架压力顺槽监测站设计

为了及时、准确地掌握支架立柱压力情况,保障煤矿工作面安全生产,以可编程计算机控制器PCC为核心,提出了人机交互界面良好、具有RS485、CAN通信接口的液压支架压力监测顺槽总站硬件架构,设计了总站功能及主程序,实现了显示压力数据、集中显示各分站工作状态和报警记录、存储压力数据、数据上传等功能,为液压支架压力监测顺槽总站的研制提供技术支持。

液压支架压力监测地面站设计

为了及时、准确地掌握综采液压支架立柱压力情况,保障煤矿工作面安全生产,以工控机为平台,利用VB和SQL SEVER技术,设计了由实时数据库、综合数据处理模块和系统维护模块等构成的软件架构和功能,开发了液压支架压力监测地面站,实现了压力数据的显示、存储、分析并生成报表功能,为顶板管理、支架设计选型、顶板事故分析、支架维护及损伤分析提供大数据的支持。

振动筛振幅测量实验研究

针对振动筛各弹簧座振幅不平衡的问题,通过振动传感器测量各弹簧座的加速度,分析了振动加速度计算位移过程中的主要影响因素并提出解决方案,利用Lab VIEW设计了信号处理程序,对加速度信号进行高通滤波、小波消趋等处理并计算得到位移及振幅。测量实验及分析结果表明,该技术方法准确、有效,为煤矿技术人员提供可靠依据以进行维护工作,以保障振动筛稳定高效运行。

矿用主扇风机远程健康诊断系统的监测子站研究

为解决目前矿用主扇风机在线监测系统存在的振动信号不准确以及设备故障原因识别困难等问题,提出了由风机监测子站、矿区监测分站以及远程预知维护中心组成的矿用主扇风机远程健康系统,介绍了主扇风机监测子站的设计及实现,包括子站的功能模块结构、监测参数和硬件选型,并分析了软件多线程设计流程和远程通讯功能实现的步骤。现场应用表明,监测子站为矿用主扇风机实现远程预知性维护提供了全面和准确的数据支持,从而提高了风机状态诊断结果的精确性。