采煤机作业时摇臂齿轮箱故障分析及诊断技术研究

以7LS06型采煤机摇臂齿轮箱为对象,在对齿轮箱主要结构进行介绍的基础上,分析了齿轮箱常见的故障问题,其中齿轮和轴承的故障问题最为显著。对齿轮和轴承工作时的振动机理及其常见故障类型进行了详细的介绍。引起齿轮和轴承振动的原因包含2方面:(1)结构件的工作原理决定;(2)结构件表面存在故障缺陷,从而改变结构原有的振动状态。可以对齿轮和轴承的振动信号进行分析,从而判断其是否存在缺陷故障。利用振动测试平台对摇臂齿轮箱的振动状态进行实际测验,并将测验结果与实际结果对比,验证了故障诊断技术的科学性与合理性。

基于LW-DenseNet的采煤机摇臂齿轮故障诊断

为了提升采煤机摇臂齿轮故障诊断准确率、减小模型尺寸且方便部署到更多移动端与边缘设备上,搭建了基于轻量化密集连接卷积网络(LW-DenseNet)的采煤机摇臂齿轮故障诊断模型。采用可分离卷积代替传统卷积减少模型参数,提高诊断效率;通过密集连接机制增强特征传播,加强特征提取能力。利用采煤机摇臂加载试验台采集的摇臂齿轮振动信号进行训练并验证模型的有效性。实验结果表明,与多种诊断模型比较,所提方法仅以0.05 MB的模型大小即可达到99.276%的分类精度,并利用凯斯西储大学轴承数据集验证了模型具有良好的泛化性。最后对关键层利用t-SNE进行可视化表示,清晰地展现了模型良好的特征提取性能。

基于MASTA的采煤机摇臂传动系统分析

在传统摇臂传动系统设计中,齿轮、轴承、花键、壳体等都是单独进行强度校核,没有考虑系统性刚性造成的相互影响。利用MASTA软件,在采煤机摇臂的方案设计阶段进行系统性建模分析,在考虑系统刚性的情况下进行强度校核,获得更为准确的传动系统分析结果,提高了摇臂的可靠性,缩短了设计周期。

电牵引采煤机摇臂减速箱发热问题分析

通过理论分析和试验结合对电牵引采煤机摇臂减速箱发热问题进行了计算分析,提出齿轮搅油简化计算模型,得到影响油液温升的主要因素,并指出了今后研究摇臂发热问题的重点和发展方向,为正确合理地设计采煤机摇臂减速箱提供了理论支持。

某型采煤机摇臂传动系统故障机理分析

井下采煤机摇臂是采煤机械的核心设备,摇臂齿轮传动系统具有重载、齿轮传动难以润滑等特征,其工作可靠性对井下采煤安全和采煤经济效益具有重要影响。为此,针对某型摇臂齿轮传动系统故障特征,通过对传动齿轮断齿和点蚀、轴承磨损和胶合等部位的失效分析,以及润滑油的物理特性试验测试分析,揭示其故障机理。研究结果表明,选用润滑油的物理特性对传动系统具有重要影响,如果其选用和维护不当,易导致润滑油运动黏度无法满足润滑需求,从而引起传动系统发热量过大,造成轴承破坏,齿轮局部过载,发生齿面点蚀和局部断齿,进而导致摇臂齿轮传动系统失效。研究工作为重载齿轮传动系统设计、使用和维护提供了十分有价值的参考。

基于深度残差网络的采煤机摇臂齿轮故障诊断

针对传统的采煤机摇臂齿轮故障诊断方法不能自主提取特征,导致齿轮故障诊断精度和效率不佳等问题,构建了基于深度残差网络(ResNet)的采煤机摇臂齿轮故障诊断模型。通过预激活残差单元模块降低模型的复杂度,使模型收敛速度更快;通过对振动信号进行数据重组,优化数据输入方式,提高模型对采煤机摇臂齿轮故障的识别能力。在采煤机摇臂加载实验台上进行模型验证实验,采集摇臂直齿轮正常、磨损、断裂、点蚀和裂纹5种状态下的振动信号,得出其特征具有明显差异;对测试集的混淆矩阵进行可视化分析,验证了ResNet模型能够很好地实现采煤机摇臂齿轮故障分类;与DNN模型和LeNet-5模型对比结果表明,ResNet模型具有更高的故障诊断精度和效率,综合识别率和F-score分别达到99.19%和99.05%;采用t-SNE技术对ResNet模型的最大池化层、预激活残差单元模块和全连接层输出的高维特征进行降维和可视化,验证了ResNet模型具有较强的特征提取能力。

含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性研究

为研究含间隙的采煤机截割部传动系统的非线性动力学特性,建立了考虑齿侧间隙的采煤机截割部齿轮系统动力学模型,并确立了模型中啮合刚度和阻尼的函数关系,运用变步长的Runge-Kuatt方法对动力学模型进行数值仿真,研究齿侧间隙对采煤机截割部传动系统各齿轮副啮合力的影响,结果表明:齿侧间隙增加了各齿轮副啮合力的变化量以及啮合频率倍频的幅值,齿侧间隙增大会增加啮合力的波动幅度会引起传动过程中的很大冲击力,加速齿面的磨损,同时齿侧间隙还会使齿轮由于过载而在齿轮中产生断齿。提高采煤机截割部齿轮传动系的稳定性与使用寿命,应降低其扭振程度与缩小齿侧间隙。本研究对齿轮传动系统的优化设计与研究提供理论基础。

LSTM网络在采煤机摇臂齿轮箱寿命预测中的应用

作为机械化采煤的主要设备,保证滚筒式采煤机稳定运行的重点是摇臂齿轮箱的可靠性。利用深度学习中的长短时记忆模型(Long short-term memory neural network,LSTM)对实际工程环境下的摇臂齿轮箱寿命进行了预测。实验所用数据集采集于内蒙古西部某矿场采煤机摇臂齿轮箱,包含了采煤机摇臂齿轮箱主齿由初始状态到齿面发生较大磨损的全部数据。实验表明,该网络在摇臂齿轮箱寿命预测中效果较好,具有一定的可行性。

基于振动模型的采煤机摇臂齿轮局部故障频谱分析

从齿轮传动机理出发,考虑直齿轮局部故障对啮合振动的调幅调频作用,建立了直齿轮局部故障振动信号模型;在直齿轮局部故障模型的基础上,分析了行星齿轮结构特征及振动信号产生和变化规律,建立了行星齿轮局部故障振动信号模型。对带有不同齿轮局部故障的摇臂进行加载试验,对采集的试验振动信号进行了频谱分析,分析结果表明,所建立的齿轮故障振动信号模型能客观、准确地反映摇臂齿轮故障状态,应用频谱分析方法可实现摇臂齿轮局部故障诊断。

采煤机摇臂齿轮箱故障诊断研究现状及展望

摇臂齿轮箱是采煤机核心动力传递机构,其可靠性对煤炭高效生产具有重要意义。文章对采煤机摇臂齿轮箱故障机理及故障诊断方法进行综述。首先,归纳了摇臂齿轮箱轴承和齿轮在不同故障状态下的故障机理。其次,剖析了现有采煤机故障诊断技术存在的主要问题。最后,指出了未来应致力于精确故障机理、复合故障分析、微弱故障识别、基础数据收集、算法融合创新和多源信息利用等方面的研究,为摇臂齿轮箱故障诊断提供参考。

基于1D-CNN的采煤机摇臂齿轮故障诊断

现有的采煤机摇臂齿轮故障诊断方法主要依赖于人工特征提取,自主学习能力弱,在复杂的工作环境下缺乏自适应性,导致故障诊断精度差。针对此缺陷,构建了作用于时域振动信号的一维卷积神经网络(1D-CNN)故障诊断模型。模型主要由3个卷积层、3个池化层和全连接层组成,并且通过dropout策略和批量归一化(BN)进行了局部改进。在实验中,首先对采煤机摇臂齿轮的振动信号进行数据增强,然后对1D-CNN模型进行训练、验证和测试,最后通过准确率、混淆矩阵和分类过程可视化等分析方法对实验结果进行了探讨。实验结果表明,1D-CNN模型有效地提高了采煤机摇臂齿轮的故障分类精度,达到98.60%,为采煤机摇臂的智能故障诊断奠定了理论基础。

采煤机摇臂齿轮噪音的原因分析与控制

引起采煤机摇臂齿轮噪音的原因有很多,根据实际情况从3个主要方面分析了造成采煤机齿轮噪音的原因,并制定了相应的控制措施,以解决采煤机摇臂齿轮噪音问题。

采煤机摇臂齿轮箱故障诊断技术研究及故障分析

基于采煤机工作原理,介绍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、信号分析法,从微观、客观两方面分析采煤机摇臂齿轮箱故障的原因,并提出减少其故障的方法。

采煤机摇臂齿轮箱故障诊断探析

摇臂齿轮箱作为采煤机的重要组成构件,由于受到多方因素的影响,极易出现各种类型的故障,严重制约了采煤机的正常使用。基于此,主要从采煤机摇臂齿轮箱结构分析入手,探究采煤机摇臂齿轮箱故障常用的诊断方法,利用振动分析法对齿轮箱的异常振动故障原因进行分析,并针对性地提出了降低采煤机摇臂齿轮箱故障的相关措施,以供借鉴。

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。

煤矿采煤机摇臂齿轮的优化设计与分析

为改进采煤机摇臂齿轮工作过程中设备出现的故障,并查找其原因,对采煤机摇臂各级齿轮的运动进行了运动学分析,同时利用Ansys DesighXplorer对采煤机摇臂进行了优化设计,为采煤机摇臂齿轮的改进提供了重要的依据。

采煤机摇臂齿轮箱故障诊断

基于采煤机摇臂齿轮箱故障诊断技术的现状,分析采煤机摇臂齿轮箱故障诊断的难点和特点及现有诊断方法的不足,提出振动检测方案,旨在利用可靠的研究成果来改善采煤机的工作环境和工作状况,减小采煤机摇臂齿轮箱故障发生的概率。

基于便捷式振动检测仪的采煤机摇臂齿轮箱故障诊断分析

随着科技的不断进步,煤矿的机械化水平不断提升,采煤机作为保证矿井正产的基础,对其故障诊断的研究显得十分有意义,基于此,笔者对采煤机齿轮箱常见故障情况进行了分析,并根据井下采煤机实际情况使用便携式振动检测仪对采煤机摇臂齿轮箱故障情况进行了诊断,结果表明该技术是可行的,同时也为其他矿井采煤机故障诊断提供了一定借鉴。

采煤机摇臂传动系统关键部位有限元分析

为准确掌握采煤机摇臂传动关键部件在实际截割过程中的受力及振动情况,以MG900/2400采煤机为例,在分析其摇臂传统系统结构的基础上,基于Pro/E建立三维模型并导入ANSYS软件对摇臂传动系统中齿轮的应力变化和摇臂壳体的振动情况进行仿真分析,为优化并提升采煤机摇臂传动系统的可靠性奠定扎实的理论基础。

采煤机摇臂齿轮的优化分析

为改进采煤机摇臂齿轮工作过程中设备故障等原因,对采煤机摇臂各级齿轮的运动进行了运动学分析,同时利用Ansys DesighXplorer对采煤机摇臂进行了优化设计,为采煤机摇臂齿轮的改进提供重要的依据。