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基于振動信號分析的垂直提升機主軸裝置在線監測與故障診斷系統設計應用

根據垂直提升機主軸裝置振動信號進行故障診斷,通過傅里葉變換獲得振動信號的頻域信號并提取特征參數,將特征參數矩陣輸入徑向基函數神經網絡實現實時振動信號的故障診斷與分類。基于該故障診斷識別方法,聯合 Visual Basic Net (VB. Net) MATLAB 進行混合編程,開發了垂直提升機實時故障診斷系統。現場試驗表明,該故障診斷方法能有效對垂直提升機進行故障診斷,所設計故障診斷系統能在采集垂直提升機振動信號的同時對其故障做出準確診斷分類,滿足使用要求。

某煤礦為新建的現代化礦井,設計年產量 120 t,其提升系統為直聯式,配備有自動控制系統。垂直提升機作為煤礦關鍵設備之一,其承擔的主要任務是將原煤或矸石從井下提升至地面,負責物料、設備和人員在井下與地面之間的運輸。垂直提升機運行的安全可靠不僅直接影響礦井的生產能力和礦山的經濟效益,還牽涉到煤礦工作人員的生命安全。近年來,我國煤礦重大事故很大一部分是由于垂直提升機惡性故障而引起。因此,作者針對孟津某煤礦研發了一套礦井提升主軸裝置在線監測與故障診斷系統,具有較高的推廣應用價值。

為了提高垂直提升機故障診斷的準確性,引入了一種基于改進證據理論信息融合的故障診斷方法。首先采用蟻群神經網絡、BP 網絡以及 RBF 網絡分別對提升機進行初步故障診斷,再由改進證據理論進行融合決策。仿真實例表明,該方法可有效解決高沖突證據間的信息融合問題,提高了證據理論的應用能力,并具有一定的容錯性,適用于垂直提升機的故障診斷。

金成機械介紹了對垂直提升機主軸裝置的振動信號進行傅里葉變換,通過變換后的頻域信號提取特征值作為神經網絡的輸入,對垂直提升機主軸裝置進行故障診斷的方法,并在義馬煤業集團公司孟津某煤礦進行了應用,取得了良好的效果,顯著提高了提升系統的安全性和可靠性。基于該故障診斷方法,聯合MATLAB VB. Net 開發了垂直提升機在線監測與故障診斷系統,該系統的設計充分利用了 VB. Net 在可視化界面設計方面的優點和 MATLAB 在數據處理與計算方面的強大功能,所開發出的故障診斷系統界面美觀、運行速度快、診斷結果準確度高。本系統的設計方法具有較好的推廣性,可通過改變故障診斷方法以適應不同機械系統的需求,實現在線監測與診斷的功能。

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