采煤机摇臂振动故障智能诊断方法研究与应用

由于煤矿井下作业环境恶劣和采煤机摇臂特有的安装方式,采煤机振动源多,振动影响因素多。在摇臂关键部位安装振动传感器,根据摇臂运行工况特性配置数据采集策略,获取摇臂故障实时振动数据,并提取摇臂的故障特征参数和特征指标;依据采煤机摇臂的故障机理对故障特征参数和特征指标进行故障模型组态,形成判别采煤机摇臂健康的智能诊断方法和评价标准。

基于KISSsoft的采煤机齿轮箱参数优化设计

以某采煤机齿轮箱第四级行星齿轮传动系统为研究对象,通过KISSsoft软件建立齿轮组参数化模型,分析了在传动过程中主要参数对齿轮系统的影响。以最小齿根弯曲疲劳强度安全系数和最小齿面接触疲劳强度安全系数为目标函数,以螺旋角、模数、传动比、齿数、齿宽比和内孔径及轮缘厚度为约束条件,构建数学模型对齿轮设计参数进行优化,改善了采煤机齿轮箱传动中存在的问题。通过对比分析优化前后的齿轮传动性能,优化后的传动模型表现出了更高的可靠性和使用寿命。研究了优化后的齿轮箱传动模型各参数指标,确保最佳优化方案。所进行的研究工作对其他齿轮传动装备的优化与设计具有重要的参考价值。

基于改进粒子群的采煤机齿轮箱故障诊断

采煤机截割部摇臂齿轮箱承担着综采工作面截割部动力传动的重任,其故障与否直接影响采煤机正常工作。而传统的故障诊断方法-BP神经网络采用基于梯度下降的算法,存在容易陷入局部极小值、收敛速度慢等不足,这些不足严重影响了BP网络的应用。然而粒子群算法(PSO)有很好的全局收敛特性。因此,为了提高网络的性能,采用粒子群算法来优化BP神经网络,将改进的PSO引入神经网络的拓扑结构,用PSO的迭代代替BP中的梯度修正。结果表明:提出的改进方案可以有效地优化神经网络,提高其在采煤机齿轮箱故障诊断中的应用价值。

基于改进小波去噪预处理和EEMD的采煤机齿轮箱故障诊断

针对采煤现场强噪声背景下采煤机齿轮箱振动信号集合经验模态分解(EEMD)故障特征不明显和分解效率较低的问题,提出基于改进小波去噪预处理和EEMD的故障诊断方法。采用小波改进阈值函数法对振动信号进行去噪预处理,与传统小波阈值函数法相比能够有效地提高信号的信噪比。对去噪后的信号进行EEMD分解得到若干个本征模态分量(IMF),计算各IMF分量的相关度并剔除虚假分量。将该方法应用于采煤机齿轮箱行星轮的故障诊断,通过对真实的IMF分量进行频谱分析并提取信号的故障特征频率,与未去噪的信号进行对比。研究结果表明:该方法能够突出故障特征频率,使分解效率提高17.35%,并能进一步减小模态混叠现象。

基于BP神经网络技术的采煤机齿轮箱早期故障诊断

齿轮箱既是采煤机的核心部件,也是较容易出现故障的部件,一旦发生故障会导致严重的后果。因此,在齿轮箱出现问题的早期进行故障诊断具有重要意义。采用齿轮箱振动信号的5种特征指标作为BP神经网络的输入值,以齿轮箱的正常、齿轮磨损、齿面点蚀和齿根裂纹4种状态为神经网络的输出值,通过对BP神经网络进行训练和对故障类型进行编码,可以实现利用BP神经网络对齿轮箱早期缺陷的故障诊断。从实验仿真结果可知,诊断方法具有较高的准确率,为采煤机齿轮箱的早期故障诊断提供了新的研究思路。

基于IGWO优化LSSVM的采煤机截割部齿轮箱故障诊断

为准确诊断采煤机截割部齿轮箱故障,提出一种新型故障诊断模型。振动信号经变分模态分解得到本征模态函数(IMF),计算IMF分量的样本熵构造特征向量;采用改进灰狼算法(IGWO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)模型的高斯径向基核函数参数和惩罚因子,建立IGWO-LSSVM故障诊断模型进行采煤机截割部齿轮箱故障识别。实验数据对比表明,IGWOLSSVM的采煤机截割部齿轮箱故障诊断模型故障分类性能更好,准确率更高。

基于ZigBee与DSP的采煤机摇臂齿轮箱故障诊断系统研究

研究将信息融合技术与DSP技术应用到采煤机摇臂齿轮箱实时在线远程故障诊断系统中。首先搭建出系统所需的硬件平台及驱动设备,通过分析摇臂齿轮箱几种常见的故障类型和所产生的信号特征,开发出DSP故障诊断程序及ZigBee无线通信模块程序,以实现故障的实时在线诊断和远距离传输功能。最后对DSP系统中的FFT功率谱和BP神经网络模块进行测试,结果表明该系统能够快速检测出故障并将其传输到控制中心。

采煤机齿轮箱故障诊断方法

针对采煤机齿轮箱运行过程中很容易发生润滑不良或异常磨损等故障的问题,提出了一种基于偏最小二乘回归的采煤机齿轮箱故障诊断方法。选取采煤机齿轮箱内润滑油的铁元素含量、黏度、酸值和水分为检测指标,在对数据进行初值化及主成分提取处理后,建立了采煤机齿轮箱磨损状态的偏最小二乘回归模型。采用某煤矿采煤机齿轮箱的实际运行状态诊断对该偏最小二乘回归模型进行了检验,结果表明在齿轮箱正常磨损情况下,润滑油中铁元素含量实测值与预测值的误差较小,故障情况下二者误差较大,从而可准确判断出齿轮箱的磨损状态和故障情况。

多总线的采煤机齿轮箱试验台监控系统设计

针对采煤机齿轮箱试验台的分布和数据传输的要求,设计了一种多总线的采煤机齿轮箱试验台监控系统,详细介绍了该系统的拓扑结构和通信的实现。基于各种通信协议的特点,该系统采用Modbus,Profibus-DP,TCP/IP总线方式实时采集现场数据并传输到主控制器,实现了数据的远程监控;基于组态软件WinCC开发出系统的通信状态监测界面,实现了通信状态的实时在线监测,方便工作人员及时了解整个系统的通信状态。

采煤机截割部齿轮箱试验台测控系统设计

为了验证采煤机截割部齿轮箱综合性能,根据滚筒采煤机出厂检验规范标准开发了一套截割部试验台测控系统。系统以Siemens PLC为测控主体,ABB ACS800多传动系统为驱动核心,WinCC组态软件和KP900为人机交互界面。并运用了直接转矩控制、无线传输方式、分布式从站等关键技术。经调试运行测试,系统可靠性好、测量精度高,完全满足设计要求。

采煤机齿轮箱异响原因探讨及处理

为提高现场处理采煤机齿轮箱异响问题的效率,根据采煤机齿轮箱由齿轮和轴承引起的异响特征进行了分类,分析了这些异响产生的主要原因,并结合实例,提出了现场快速判断与处理异响问题的方法。通过对装配车间近一年的实践数据对比分析,采用本方法后,采煤机齿轮箱异常声响问题的处理时间大幅降低,生产效率提高15%;该方法可为生产与使用现场快速处理此类问题提供参考。

直行截割下采煤机截割部齿轮箱动态特性实验分析

目前对采煤机截割部齿轮箱振动特性的研究主要通过理论模型,但这些研究缺乏实验验证.通过实验室模拟井下真实的采煤机直行截割过程来分析齿轮箱非线性振动特性.以振动烈度为评判标准,与已有研究所得理论计算结果进行对比.以截深、牵引速度及煤岩体硬度为实验变量,分析它们对齿轮箱振动的影响规律.分析了煤岩体硬度突变冲击、拍振现象和电机启动冲击等影响齿轮箱可靠性的恶劣工况及其影响因素.本实验所得到的数据及相关结论可以为采煤机齿轮箱理论模型及可靠性分析提供参考和对照.

采煤机截割部齿轮箱体振动特性实验

截割部在割煤作业中同时受截割煤岩体冲击载荷以及由内部齿轮啮合引起的高频激励,是采煤机可靠性的薄弱部位,得到准确的截割部振动响应是进行可靠性分析进而提高截割部可靠度的最重要前提。基于国家能源采掘装备实验中心进行截割实验。实验台按照煤矿综采工作面搭建,能够真实模拟井下采煤全过程;根据综采工艺,实验工况设置为空载、直行截割及斜切截割,得到齿轮箱体振动加速度数据并进行时域和频域分析;探讨了截深、牵引速度和煤层硬度等关键参数对截割部齿轮箱体振动特性的影响。将实验结果与理论计算进行比较;结果表明:理论计算结果与实验吻合较好;垂直地面方向振动量最大,振动幅值随截深、牵引速度和硬度而增加;斜切截割中出现拍振现象,拍振随截割载荷增大而减小;齿轮系统各传动级啮合频率发生耦合现象,耦合频率构成了优势频率的主要部分;截割部齿轮箱体的振动主要由齿轮系统啮合非线性振动引起,频率耦合会产生更多激振频率成分从而增大箱体发生共振的可能性。实验得到的数据和相关结论对正确认识采煤机截割部振动响应规律及截割部的可靠性分析和设计具有参考价值。

采煤机齿轮箱自动集中加油技术研究

通过对采煤机现有加油技术及国内外自动加油技术研究,提出了一种采煤机齿轮箱自动集中加油技术;通过对相关油品、油压、流量及液压阀组等技术参数的设计计算,完成了主要元器件的型号设计,实现了该技术在采煤机上的应用。

采煤机摇臂齿轮箱故障诊断技术与预防研究

基于采煤机工作原理,介绍了几种常见的采煤机摇臂齿轮箱故障的诊断方法,包括观察法、资料分析法、振动分析法,从微观、客观两方面分析采煤机摇臂齿轮箱故障的原因,并提出降低其故障的方法。

采煤机摇臂齿轮箱振动及故障机理研究

在不考虑影响齿轮箱故障的次要因素的情况下,视单对齿轮传动为振动系统,建立振动物理模型,得到齿轮动力学公式,以此研究采煤机摇臂齿轮箱齿轮的振动激励和故障失效形式,分析滚动轴承的振动机理和故障特征频率,从而得到采煤机摇臂齿轮箱振动及故障的机理,为采煤机高效开采提供一定的保障。

采煤机摇臂齿轮箱故障与可靠性分析

分析采煤机摇臂齿轮箱故障率,探讨采煤机摇臂齿轮箱故障的诊断方法,并提出关于加强采煤机摇臂齿轮箱可靠性的若干建议,以期为煤矿企业提高作业效率、控制生产成本提供参考。

采煤机摇臂齿轮轴结构特性分析

摇臂齿轮箱是采煤机经常发生故障的设备,尤其是二轴总成上的齿轮及轴承故障率最高,严重影响了整个齿轮箱的使用性能及可靠性。因此,针对采煤机摇臂齿轮箱结构的特点,对该齿轮轴进行受力分析,同时利用Solidworks软件建立了三维模型,并利用ANSYS软件对齿轮轴展开了静力学和模态分析,从结构设计、装配、检查与维修三个方面提出了提高摇臂齿轮轴结构特性的措施,为采煤机的设计以及优化改进提供了理论依据,从而达到采煤机可靠性开采的目的。

基于分形网格维数的采煤机故障诊断

介绍了分形网格维数基本理论,概述了分形维数的分析方法和相关性判断,并介绍了采煤机齿轮箱的故障特点和诊断方法,计算了采煤机齿轮箱在正常状态、内圈点蚀和外圈裂纹三种状态下的网格维数,并利用网格维数距离对其进行故障判别,得到了较好的诊断结果。

大功率紧凑型行星机构的设计

国内薄层复杂地质煤层的开采,需要适应该煤层的采煤机结构小,功率大。由于结构限制,传统的行星机构结构已经无法满足大功率,小结构的要求。本文介绍一种改进结构的行星机构,该机构具有承载能力大,结构紧凑等特点。