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带式输送机运行故障智能诊断方法 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|意甲直播cctv5 / 13-06-23

     在带式输送机运行过程中容易出现的故障形式有:打滑、跑偏、堆煤、断带和火灾。在传统的带式输送机监控系统或综合保护系统中,利用单一的带速传感器、跑偏开关、烟雾和温度传感器进行故障检测,常称为带式输送机的“五种”保护,然而在实际应用中常常出现误报和漏报现象。本文利用监控网络和智能方法,根据多种信息综合判断故障状态,以提高故障诊断的可靠性。
1、打滑检测
    带式输送机是靠磨擦力传送动力的,打滑是带式输送机失效的主要形式。胶带打滑不仅造成胶带磨损,而且会使松边受到紧边拉力的冲击,胶带容易疲劳断裂。打滑也是引起胶带起火,酿成火灾事故的主要原因。因此胶带打滑检测一直是胶带运行检测的主要内容。传统的打滑检测测报警只是在严重打滑,胶带和主动轮间发生大的相对运动,甚至胶带停止一段时间后才能报警,检测的实时性差,虽可预防事故,但不能保护设备并使运输系统连续运行。由于胶带动态载荷的复杂性,用常规方法检测胶带的临界打滑状态也非常困难。
1.1胶带动态打滑机理分析
    带式输送机正常运行时,胶带紧边拉力SY与所传递的圆周力F之间的关系为:
    当带式输送机运行一段时间后,由于胶带的塑性变形使张紧力F降低,磨擦系数u和圆周角a减小,这时在动力或载荷波动以及输送机起停时,会产生打滑现象,胶带线速度发生波动。
    从以上分析可以看出,打滑时胶带的线速度将降低,被动轮的转速将因此降低或停止,所以通过被动轮(转向滚筒)转速与驱动滚筒转速的差来判断带式输送机是否产生了打滑。然而胶带的力学系统是一个黏弹性系统,在载荷、启动、制动过程中,两者之间存在明显的非线性关系和大的干扰,给打滑测量判断带来困难。本文通过模糊推理的方法得到了较满意的结果。
1.2打滑故障状态分析
    打滑检测应分为启动过程和正常运行两种情况分析。现在的大型带式输送机越来越多地采用软启动方式,启动加速度采用抛物线形,启动速度时间曲线为“S”形,启动过程在50S左右,启动过程的带速v(t)由下式计算:
1.3带式输送机打滑的模糊推理
    在模糊推理过程中,知识库表现为推理规则,即规则库。推理机就是模糊推理和精确化的过程。这里利用模糊推理的方法确定打滑量。通常若被测目标量为AO,传感器获得的测量值为R,模糊推理过程是指通过模糊推理单元完成从测量值R到目标量计算值的过程。通常需要根据传感器的量程确定测量值R和计算值A的论域,为R和A赋予合适的语言值和隶属度函数。根据测量的物理意义制定模糊推理规则。这里假定被动轮转过一圈时,产生的脉冲个数为n(实际是将v(t)和v0转换成基准脉冲数,△v用脉冲数的差表示)。通过模糊推理的方法来确定带式输送机打滑的程度,模糊推理规则为。
    if脉冲数IS多,then打滑量大,
    if脉冲数IS中,then打滑量中,
    if脉冲数IS少,then打滑量小,
    if脉冲数IS极少,then打滑量极小。
    隶属度函数采用常用的三角形函数,推理决策采用极大一极小法,精确化采用重心法。
2、跑偏检测
    传统的跑偏检测方法是利用跑偏开关,一旦跑偏开关动作就报警并停机。由于误报常常造成无谓停机耽误生产。本文采用综合推理方法进行跑偏故障判断,其判断的逻辑过程如图2所示。
3、火灾检测
    带式输送机巷是矿井主要易发火区域,而胶带磨擦是带式输送机火灾的主要原因。导致胶带磨擦的因素主要是胶带打滑时胶带同滚筒之间的磨擦,以及胶带同维护不良的托辊、堆煤和杂物之间的磨擦。井下火灾检测主要利用温度和烟雾传感器。针对火灾的起因,一般在靠近主滚筒安装温度和烟雾传感器,在带式传输送机巷道安装烟雾传感器。
    然而煤矿井下巷道风速大、灰尘多。风速使温度和烟雾不易积聚到一定的浓度;而灰尘对常用的光电烟雾传感器的影响与烟雾相似,致使烟雾传感器经常误报。另外由于巷道尽寸、风速、传感器安装位置的不同,传感器的报警阈值很难确定。

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