摩擦式礦井提升機(jī)關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)體動(dòng)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(dòng)力和承受載荷的樞紐構(gòu)件,其動(dòng)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(dòng)、主軸滾動(dòng)軸承缺陷等故障狀態(tài)時(shí),主軸會(huì)產(chǎn)生異常振動(dòng)能量和頻率。通過(guò)對(duì)主軸振動(dòng)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(guò)鋼絲繩施加到筒殼上的壓力和電動(dòng)機(jī)扭矩通過(guò)主軸作用在輻板上的剪切力,通過(guò)對(duì)卷筒應(yīng)力特性進(jìn)行研究,可以有效監(jiān)測(cè)提升機(jī)的載荷變化。天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度與提升

2、鋼絲繩過(guò)繩量有著良好的線性關(guān)系,與卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行對(duì)比分析,可以對(duì)摩擦提升機(jī)打滑工況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。因此,本文在國(guó)家863計(jì)劃:礦井提升機(jī)惡性事故智能診斷技術(shù)、國(guó)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(cè)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(duì)象,以提升機(jī)的可靠狀態(tài)監(jiān)測(cè)為研究目標(biāo),開(kāi)展主軸振動(dòng)、卷筒應(yīng)力和天輪轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)態(tài)特性研究,并針對(duì)主軸軸承座振動(dòng)加速度、卷筒輻板應(yīng)力、天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度等核心動(dòng)態(tài)參數(shù)的檢測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)、滾動(dòng)軸承故障等工況下主軸振動(dòng)頻譜的特點(diǎn),著重討論了摩擦提升機(jī)啟動(dòng)加速過(guò)程的振動(dòng)特性分析,開(kāi)展了基于能量增長(zhǎng)率的主軸振動(dòng)能量和基于多轉(zhuǎn)速倍頻相關(guān)分析的主軸振動(dòng)頻率研究,并以主軸滾動(dòng)軸承故障診斷和混疊頻譜解耦驗(yàn)證了能量增長(zhǎng)率和多轉(zhuǎn)速倍頻相關(guān)分析可應(yīng)用于

4、主軸振動(dòng)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(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)不同步的惡性工況發(fā)生,基于固定輪和游動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度單獨(dú)檢測(cè)的需要,設(shè)計(jì)了一種新型的天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測(cè)裝置;建立了基于天輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度的摩擦提升機(jī)打滑狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型,對(duì)