面向提升機(jī)滾筒應(yīng)力檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的風(fēng)致振動(dòng)壓電能量收集技術(shù).pdf

1、礦井提升機(jī)是提升礦石、煤炭、矸石,下放材料、升降人員和設(shè)備的關(guān)鍵裝備,素有礦井咽喉之稱。隨著礦山資源開采向著深部化、大型化的方向不斷發(fā)展,礦井深度已達(dá)千米以上,復(fù)雜的地質(zhì)條件、時(shí)變的運(yùn)行環(huán)境增大了提升容器脫離導(dǎo)軌或斷繩墜落等重大惡性事故的可能性。因此,及早發(fā)現(xiàn)提升系統(tǒng)中潛在的故障和缺陷,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其健康狀態(tài),對(duì)提高礦井提升系統(tǒng)的可靠性、保障生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家煤炭能源供應(yīng),顯得尤為重要。
　　通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滾筒應(yīng)力場(chǎng)來反映提升機(jī)的運(yùn)行狀

2、態(tài),是目前較為先進(jìn)的一種大型提升系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于應(yīng)力信號(hào)頻率高、傳輸數(shù)據(jù)量大,導(dǎo)致應(yīng)力檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的電池壽命短。因此,設(shè)法通過獲取周圍環(huán)境中蘊(yùn)含的能量,為電池實(shí)時(shí)充電,從而提高電池的使用壽命,是亟需解決的問題之一。
　　本文結(jié)合提升機(jī)運(yùn)行時(shí)的工作特征,提出了滾筒幅板表面風(fēng)致振動(dòng)壓電能量收集技術(shù),用于收集風(fēng)能為電池充電。主要工作內(nèi)容包括:
　　1、在詳細(xì)分析國(guó)內(nèi)外微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)動(dòng)特

3、征,提出了通過實(shí)時(shí)收集風(fēng)致振動(dòng)壓電能量對(duì)滾筒應(yīng)力場(chǎng)檢測(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)充電的思想。
　　2、在掌握提升機(jī)滾筒表面風(fēng)致振動(dòng)特性的基礎(chǔ)上,建立了風(fēng)致振動(dòng)壓電懸臂梁振動(dòng)理論模型,進(jìn)而分析了壓電雙晶懸臂梁的機(jī)電耦合性能。
　　3、利用ANSYS軟件,建立了壓電雙晶懸臂梁的有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行了靜力、模態(tài)以及壓電諧響應(yīng)分析,討論了壓電雙晶懸臂梁的結(jié)構(gòu)及末端質(zhì)量塊等對(duì)其輸出性能的影響。
　　4、利用Altium Desig