摩擦式礦井提升機(jī)關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)體動態(tài)特性研究.pdf

1、關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)體(主軸、卷筒、天輪)是摩擦式礦井提升機(jī)傳遞動力和承受載荷的樞紐構(gòu)件,其動態(tài)特性與提升機(jī)的健康狀態(tài)密切相關(guān)。當(dāng)主軸處于彎曲、不平衡、關(guān)聯(lián)組件松動、主軸滾動軸承缺陷等故障狀態(tài)時(shí),主軸會產(chǎn)生異常振動能量和頻率。通過對主軸振動特性進(jìn)行研究,可以診斷主軸的工作狀態(tài)。卷筒應(yīng)力主要包括提升容器載荷通過鋼絲繩施加到筒殼上的壓力和電動機(jī)扭矩通過主軸作用在輻板上的剪切力,通過對卷筒應(yīng)力特性進(jìn)行研究,可以有效監(jiān)測提升機(jī)的載荷變化。天輪轉(zhuǎn)動角度與提升

2、鋼絲繩過繩量有著良好的線性關(guān)系,與卷筒轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行對比分析,可以對摩擦提升機(jī)打滑工況進(jìn)行監(jiān)測。因此,本文在國家863計(jì)劃:礦井提升機(jī)惡性事故智能診斷技術(shù)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目:基于傳感網(wǎng)的超深立井提升系統(tǒng)健康監(jiān)測方法的資助下,以摩擦提升機(jī)關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)體(主軸、卷筒、天輪)為研究對象,以提升機(jī)的可靠狀態(tài)監(jiān)測為研究目標(biāo),開展主軸振動、卷筒應(yīng)力和天輪轉(zhuǎn)動等動態(tài)特性研究,并針對主軸軸承座振動加速度、卷筒輻板應(yīng)力、天輪轉(zhuǎn)動角度等核心動態(tài)參數(shù)的檢測進(jìn)行

3、了分析和研究。研究成果將為摩擦提升機(jī)主軸故障診斷、異常提升載荷預(yù)警、打滑監(jiān)測等提供理論支持和技術(shù)手段,提高礦井提升機(jī)狀態(tài)監(jiān)測的可靠性。
　　首先,本文分析了主軸彎曲、失衡、關(guān)聯(lián)組件松動、滾動軸承故障等工況下主軸振動頻譜的特點(diǎn),著重討論了摩擦提升機(jī)啟動加速過程的振動特性分析,開展了基于能量增長率的主軸振動能量和基于多轉(zhuǎn)速倍頻相關(guān)分析的主軸振動頻率研究,并以主軸滾動軸承故障診斷和混疊頻譜解耦驗(yàn)證了能量增長率和多轉(zhuǎn)速倍頻相關(guān)分析可應(yīng)用于

4、主軸振動特性分析。
　　其次,分析了摩擦提升機(jī)卷筒承受的徑向力和切向力的特點(diǎn);基于卷筒輻板應(yīng)力參數(shù)和提升載荷參數(shù),結(jié)合 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),建立了卷筒輻板應(yīng)力與提升載荷的關(guān)聯(lián)模型,并依據(jù)關(guān)聯(lián)模型建立了基于卷筒輻板應(yīng)力的異常提升載荷預(yù)警模型。
　　再次,為避免固定輪與游動輪轉(zhuǎn)動不同步的惡性工況發(fā)生,基于固定輪和游動輪轉(zhuǎn)動角度單獨(dú)檢測的需要,設(shè)計(jì)了一種新型的天輪轉(zhuǎn)動角度檢測裝置;建立了基于天輪轉(zhuǎn)動角度的摩擦提升機(jī)打滑狀態(tài)監(jiān)測模型,對