钢丝绳芯传送带损伤的漏磁检测

钢丝绳芯传送带是用于输送物料的高强度传送带,广泛应用于采矿、建筑、冶金等领域,其在长时间运行后,内部钢丝绳会出现断丝、磨损等缺陷,影响生产安全。基于漏磁检测技术开展了钢丝绳芯传送带的损伤检测,首先建立了含有不同类型和不同截面积损伤的传送带漏磁检测有限元模型,分析了缺陷漏磁场空间分布特性和变化规律,然后在实验室条件下开展传送带漏磁检测试验,采用滑动平均降噪与小波降噪相结合的方法对检测信号进行降噪处理,降噪后的信号能够清晰地显示出缺陷损伤严重程度。仿真和试验结果表明,漏磁检测技术能够检测出钢丝绳芯传送带中不同类型和不同截面积的损伤,能够为传送带使用和维护提供决策依据。

钢丝绳远程监测系统的设计与实现

针对现有的工业钢丝绳损伤监测系统的局限性,设计并实现了一款基于LabVIEW、Flask和Vue.js的钢丝绳远程智慧监测系统。该系统兼具传感器数据采集、信号处理、可视化展示、远程检测、数据分析等多项功能,以满足钢丝绳检测的全面需求。系统使用LabVIEW进行传感器数据采集和实时处理,Flask用于构建后端服务器以及数据处理,Vue.js负责前端的可视化展示和用户界面,使工程师和操作人员能够远程监测钢丝绳状态并及时作出反应。试验结果表明,采用的综合性系统设计不仅提升了工业生产中钢丝绳的质量控制水平,也大幅提高了远程监测能力,为工程人员提供了全方位的实时监测和管理工具。

多通道钢丝绳的漏磁检测信号融合方法

分析了现有钢丝绳漏磁检测系统中存在的损伤信号幅值较小、前端多个磁敏元件处理方式较为简单等问题,提出了一种钢丝绳漏磁检测系统中的多通道信号融合方法。首先从磁敏元件阵列的角度出发,提出了多种磁敏元件阵列方式;其次从信号处理模拟电路的角度出发,设计了多通道信号融合硬件电路;最后,针对钢丝绳进行了实际测试,验证了此方法的可行性。

基于PCB线圈的钢丝绳金属横截面积损失检测方法

钢丝绳金属横截面积损失(Loss of Metallic area)直接影响钢丝绳承载强度等特性,因此其检测及定量分析对于设备安全可靠运行具有重要意义。针对目前主磁通检测中存在的线圈绕制困难、参数确定模糊等问题,基于仿真模型提出一种基于印制电路板(Printed Circuit Board)的分体式线圈结构,分析了线圈匝数、线圈层数、线距等参数对检测信号的影响;建立主磁通检测模型,探究损伤宽度对主磁通检测信号的影响规律,并针对损伤宽度变化造成的信号损失设计补偿方法;最后通过钢丝实验验证金属横截面积定量检测效果,表明该方法定量误差在1%以内,能够有效检测钢丝绳的LMA。

胶带巷钢丝绳芯带式输送机断带分析与预防探讨

为有效解决矿用钢丝绳芯带式输送机胶带断裂问题,以晋圣亿欣煤业2号煤配采工程Ⅱ一盘区胶带斜巷为研究对象,在阐述其主斜井ST/S1250型钢丝绳芯带式输送机性能参数及运行现状的基础上,对钢丝绳芯胶带断裂的原因展开深入分析,并依托运行实践提出防断带策略,可为钢丝绳芯带式输送机在煤矿生产中的推广应用提供借鉴参考.

钢丝绳芯输送带接头强度控制理论研究

为保证钢丝绳芯输送带硫化接头强度,需做好断带事故预防和预警。基于“钢丝绳-橡胶”黏合理论,在建立钢丝绳芯输送带接头理想模型的基础上,采用理论计算和事故案例对比分析法,研究了接头形式、结构、工艺对接头强度的影响机理。研究表明,有效黏合长度比、钢丝绳-橡胶的黏合强度是保证接头强度的根本要素,钢丝绳芯大面积抽动是断带事故的重要表征。

长寿命与环保港口钢丝绳制造相关问题研究

港口面临的环保压力越来越大,对钢丝绳的质量要求也越来越高。通过采用压实股组绳、钢丝绳内置含油纤维绳、钢芯聚合物包覆、增加外层绳股数、优化钢芯结构、精细结构参数设计与严格控制生产过程等措施以响应港口对钢丝绳的长寿命要求,通过使用高质量润滑油脂、重视润滑油脂对使用环境的适应性与实施润滑工艺标准化等措施以稳定钢丝绳润滑质量,最大限度满足港口减少海洋环境污染与实施清洁文明生产的需要。

基于人工智能的钢丝绳芯输送带断丝检测技术研究

针对钢丝绳芯输送带传统断丝断丝监测方法效率较低、工人劳动强度大、检测准确度较低等问题,通过分析钢丝绳芯输送带内的钢丝绳结构,提出了一种基于人工智能的钢丝绳芯输送带断丝检测方法,利用神经网络算法提取胶带内钢丝绳断丝特征,实现了定量准确识别。以含有不同类型断丝缺陷的619钢丝绳的胶带为试验对象,利用断丝检测技术进行断丝检测,结果表明,完成长度为2 m的胶带检测仅需3.8 s,对于表面断丝较多的钢丝绳,反馈得到的信号变化率强度较大,最大值为0.498。本次研究取得了满意的实验结果,验证了方案设计的合理性。

基于TRIZ理论的提升机钢丝绳缺陷检测系统的设计与应用研究

针对高庄煤业提升机钢丝绳采用传统缺陷检测方法,存在检测效率低下、劳动强度大、易发生漏检等问题,运用TRIZ理论设计一种矿用提升机钢丝绳缺陷检测系统。该缺陷检测系统主要由钢丝绳无损检测仪和存储器、钢丝绳缺陷检测系统管理软件组成,管理软件中缺陷识别算法模块及EMD能对采集数据进行处理,生成重构后的LMA和LF波形图,从LMA图中波峰信号可准确判断钢丝绳断丝位置,结合重构谱图中峰值高度能准确判断断丝数量。钢丝绳缺陷检测系统在高庄煤业提升机的实践应用表明,该系统能对钢丝绳断丝位置及断丝数量进行精准判定,检测时间短、效率高、智能化程度高,可有效保障提升机安全、稳定运行,安全经济效益显著。

ISO 4345《钢丝绳纤维芯规范》国际标准修订解读

现行的ISO 4345《钢丝绳纤维芯规范》国际标准制定于1988年,至今已有三十多年,许多技术指标已不能适应目前的产品需求。南通市产品质量监督检验所牵头了该标准的修订工作。本文回顾总结了该标准的修订背景、编制过程以及新老标准的变化情况。

基于漏磁检测的矿用钢丝绳励磁装置

针对目前研究未考虑工程应用背景下钢丝绳摆动对励磁装置的影响,导致钢丝绳漏磁检测效果不理想的问题,设计了一套矿用钢丝绳励磁装置。通过建立钢丝绳仿真模型,仿真研究了不同气隙、提离值对钢丝绳漏磁场的影响,发现增大气隙或提离值均会降低钢丝绳漏磁场磁感应强度,影响钢丝绳漏磁检测结果。但实际应用中矿用钢丝绳摆动幅度大且易污染,因此钢丝绳励磁装置的气隙和提离值不宜过小。在考虑工程适用的条件下,设置气隙为6 mm、提离值为5 mm,进一步仿真分析永磁体厚度与长度、磁极间距、衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响,发现永磁体厚度与长度对钢丝绳漏磁场影响最大,磁极间距对钢丝绳漏磁场影响较小,衔铁厚度对钢丝绳漏磁场的影响可忽略不计。基于仿真结果并考虑经济性和便携性,设置钢丝绳励磁装置参数:永磁体厚度为10 mm、永磁体长度为30 mm、磁极间距为180 mm、衔铁厚度为10 mm。动态仿真结果表明,钢丝绳漏磁场磁感应强度峰峰值达0.9 mT,说明该励磁装置能够保证损伤处产生较高的漏磁。实验结果表明,漏磁信号在钢丝绳不同断丝处均出现了明显波动,说明该励磁装置具有良好的励磁效果,可准确检测出钢丝绳断丝损伤。

矿井钢丝绳芯皮带输送机快速更换胶带工艺实践

钢丝绳芯皮带输送机作为运输煤炭的主要运输设备,容易出现跑偏撕裂和钢芯损伤撕裂等故障,影响矿井的正常生产。郭二庄矿二水平强力皮带使用时间较长,接口出现钢丝绳抽动,跑偏、磨损等,采用传统的皮带更换用时长、用工多,存在安全隐患。为此在现场调研的基础上,采用井下硫化连接的方式,通过对牵引夹板、固定夹板、旋转手轮式夹板等进行改进,实现了钢丝绳芯皮带输送机的快速更换,取得了较好的经济和社会效益,为类似条件下的皮带更换提供经验参考。

起重机钢丝绳智能在线监测系统设计

针对工业生产中起重机用钢丝绳缺陷检测设备体积大、可靠性差、精度低、在线监测困难等问题,设计开发了基于漏磁原理的起重机钢丝绳智能在线监测系统。系统采用永磁体对钢丝绳进行非饱和磁化,以降低磁化器的体积;选用高灵敏度、低磁滞TMR2701线性磁阻传感器,结合小波降噪算法,以提升钢丝绳漏磁信号信噪比。实验结果表明,该系统能有效提高检测信号的信噪比,提升钢丝绳断丝识别准确度。

矿井架空乘人装置钢丝绳缺陷检测研究

针对钢丝绳缺陷会给架空乘人装置运行可靠性以及安全性等带来制约的问题,提出一种架空乘人装置钢丝绳缺陷检测系统,并对系统钢丝绳缺陷检测原理、缺陷报警以及控制方式等进行分析。经实际应用表明,提出的缺陷检测系统会依据钢丝绳缺陷检测结果发出提醒、预警以及停机等级别报警,从而提升架空乘人装置运行可靠性以及安全性,同时降低架空乘人装置操控及检修人员劳动强度。

基于YOLOv5的岸边集装箱桥式起重机钢丝绳损伤检测方法

针对岸边集装箱桥式起重机钢丝绳传统监测方式存在着故障识别率低的问题,提出了一种基于改进YOLOv5的岸边集装箱桥式起重机钢丝绳损伤检测方法。首先,在骨干特征提取网络部分引入注意力机制CBAM,对重要的特征通道进行强化;其次,选用损失函数EIOU对训练模型进行优化;最后替换原YOLOv5算法使用的加权NMS算法,提高边框的位置精度。实验结果表明,改进后的YOLOv5目标检测网络在钢丝绳损伤数据集上对断丝、磨损、畸变3种损伤类型的平均精度均值达90.3%,比原始的YOLOv5算法提高了3%,检测效果更优,实现了对钢丝绳更快速的识别,为今后开发岸边集装箱桥式起重机钢丝绳在线监测系统提供了一定的理论基础。

搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力影响的数值模拟

输送带接头区域钢丝绳的抽出力是衡量接头承载能力的重要指标。目前针对钢丝绳芯输送带接头的研究主要集中在接头的结构参数、硫化工艺及胶料的粘合性能,并没有指出搭接长度对接头承载能力的影响。为研究搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力的影响,以st1250型钢丝绳芯输送带为研究对象,取输送带接头处单根钢丝绳部分建立接头模型,采用双线型内聚力模型模拟钢丝绳与橡胶的胶接状态,并通过切向拉剪试验与法向拉伸试验获得模型参数。将双线型内聚力模型与钢丝绳-橡胶接触界面相结合,对接头单根钢丝绳从橡胶中脱粘抽出的损伤演化过程进行仿真分析,发现接头损伤演化过程分为线性加载、损伤萌生、损伤扩展与完全失效4个阶段,且接头损伤失效曲线与双线型内聚力模型牵引力-位移曲线具有较好的一致性,验证了双线型内聚力模型可较好地模拟钢丝绳芯输送带接头损伤失效过程。对不同搭接长度的接头模型进行了仿真,得出搭接长度为350~750 mm时,随着搭接长度增大,接头刚度总体呈非线性增大,接头橡胶所受最大剪应力呈递减趋势,从而确定了接头搭接长度范围应控制在350~750 mm。对不同钢丝绳直径下搭接长度对接头承载能力的影响进行了仿真,结果表明:钢丝绳抽出力随搭接长度增大总体呈非线性递增;钢丝绳直径越大,接头钢丝绳抽出力随搭接长度增大的涨幅越大。拟合得到了不同钢丝绳直径下接头搭接长度与单根钢丝绳抽出力之间的函数关系,为不同承载能力要求下接头搭接长度的合理化选择提供了理论依据。

矿用钢丝绳芯输送带智能无损探伤监测系统研究

针对煤矿钢丝绳芯输送带采用人工巡检效率低、准确度差的问题,研发了一种基于X射线和激光三维重构技术的矿用钢丝绳芯输送带智能无损探伤监测系统,该系统通过卷积神经网络、点云数据三维重构和数据调度算法进行数据分析处理,实现了对钢丝绳芯输送带内部及外部的失效特征检测预警、外部磨损区域的框选面积及磨损体积计算和钢丝绳芯断丝、抽头、扭曲、接头长度变化等失效特征故障诊断功能,经过实验验证,系统对输送带表面损伤识别分辨率小于1.5 mm×1.5 mm,磨损区域识别面积精度小于1 mm2,鼓包识别体积精度小于1.5 mm3,对输送带断绳(丝)、鼓包和接头抽动位移3类损毁失效识别正确率约为98%。该系统根据钢丝绳芯输送带数字化检测数据分析,可准确判断输送带的故障点并发出预警,有效保障输送带安全使用。

用于钢丝绳芯输送带制样的高射水刀切割机研制

目前钢丝绳芯矿用输送带检测试样的制备较繁琐,主要靠人工制样,存在尺寸偏差、外形不稳定的瑕疵,给检测结果带来误差。本文用高射水刀进行钢丝绳芯输送带制样,结合检测标准对样品的尺寸及规格要求,研制了自动制样的高射水刀切割机。结果表明:通过五轴切割平台和样本训练修正后的斜度模型解决了钢丝绳切割面不垂直的问题。防飞溅平台设计减少了切割产生的有害物质,避免了对制样人员造成的伤害。

基于漏磁原理的钢丝绳无损检测励磁结构设计与优化

为提高钢丝绳无损检测装置的励磁效果,基于漏磁原理在不改变永磁体总体积前提下,增加轴向永磁体,通过改变永磁体充磁方向,增加磁路横向磁感线密度,同时在轴向充磁永磁体之间安装电磁屏蔽器避免形成干扰磁感线;使用有限元分析对装置参数进行优化设计后,钢丝绳最大磁化强度提高约8.8%,饱和长度提高约24%,励磁效果优于已有励磁结构。

一种塔吊钢丝绳损伤检测信号降噪方法

针对钢丝绳漏磁检测信号中存在的未知频率噪声干扰问题,提出一种基于多尺度样本熵(Multi-scale Sample Entropy,MSE)的自适应噪声完备集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)联合小波包阈值降噪(Wavelet Packet Threshold Denoising,WPTD)方法。将钢丝绳损伤信号分解为一系列本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF)分量,分别计算各IMF分量的多尺度样本熵,通过阈值对比筛选出含有噪声的IMF分量,进而利用小波包阈值法对这些分量进行降噪,并与保留的IMF分量进行重组,获取降噪后的损伤信号。实验结果表明,该联合降噪方法比其他降噪方法的信噪比提高了9.2%,均方根误差明显提高,滤波后的损伤信号曲线更加平滑,余弦相似度也大于0.85,能够有效降低检测信号中的噪声分量。