【摘要】：近年來(lái)“中國(guó)智造2025”的提出對(duì)全行業(yè)智能化的進(jìn)程提出了嚴(yán)格的要求,選煤廠設(shè)備智能化勢(shì)在必行,對(duì)選煤廠重要設(shè)備的實(shí)時(shí)故障檢測(cè)和診斷是推動(dòng)選煤廠智能化進(jìn)程的重要一步。如何對(duì)水力旋流器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及如何進(jìn)行水力旋流器的故障監(jiān)測(cè)和診斷成為選煤廠的一個(gè)重要課題。傳統(tǒng)的水力旋流器故障監(jiān)測(cè)完全依靠人工巡查,無(wú)法及時(shí)預(yù)報(bào)并處理故障問(wèn)題,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。本文利用振動(dòng)信號(hào)為研究對(duì)象,探究水力旋流器故障狀態(tài)對(duì)振動(dòng)信號(hào)特征值的影響關(guān)系,并搭建水力旋流器故障監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)。通過(guò)振動(dòng)加速度傳感器采集水力旋流器故障狀態(tài)振動(dòng)信號(hào)的方式探究水力旋流器故障狀態(tài)與振動(dòng)信號(hào)特征值的關(guān)系。振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù)直接決定對(duì)水力旋流器故障特征值分析的準(zhǔn)確度,采集現(xiàn)場(chǎng)水力旋流器振動(dòng)信號(hào)并分析試驗(yàn)確定了積分時(shí)間、加速度傳感器信號(hào)最佳采集點(diǎn)、傳感器量程以及靈敏度等性能參變量。為了獲得最佳的試驗(yàn)條件,減小系統(tǒng)誤差,搭建了水力旋流器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),采集水力旋流故障振動(dòng)信號(hào)數(shù)據(jù),確定最佳降噪函數(shù)。通過(guò)振動(dòng)加速度傳感器采集水力旋流器正常、堵塞以及堵溢狀態(tài)下的振動(dòng)信號(hào)并進(jìn)行時(shí)頻域分析,確定水力旋流器堵塞故障對(duì)應(yīng)頻率特征值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,水力旋流器故障對(duì)應(yīng)頻率特征值為16~17Hz。為了探究入料性質(zhì)對(duì)水力旋流器振動(dòng)信號(hào)的影響,設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)探究入料流量和入料濃度對(duì)水力旋流器振動(dòng)加速度有量綱指標(biāo)和無(wú)量綱指標(biāo)的影響規(guī)律,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),入料流量對(duì)水力旋流器振動(dòng)信號(hào)特征值的影響大于入料濃度的影響,且入料流量越大,水力旋流器振動(dòng)加速度標(biāo)準(zhǔn)差越大。水力旋流器底流口的磨損故障也是較大頻率發(fā)生的故障之一。磨損故障的模擬需要考慮的影響因素有材料、厚度以及磨損表面狀態(tài)。探究振動(dòng)信號(hào)特征與磨損程度的關(guān)系時(shí),基于控制變量原則,選擇ABS材料的五種不同厚度底流口,另外在采集磨損故障信號(hào)前,每個(gè)底流口在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)預(yù)處理1小時(shí)。為了探究磨損故障對(duì)水力旋流器振動(dòng)信號(hào)的影響,設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)分別采集每個(gè)厚度底流口的振動(dòng)加速度信號(hào),并進(jìn)行時(shí)頻域分析以及特征值的統(tǒng)計(jì)計(jì)算和分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,磨損故障可通過(guò)均方根值進(jìn)行預(yù)警。設(shè)計(jì)了單因素試驗(yàn)探究堵塞故障對(duì)磨損狀態(tài)下的水力旋流器振動(dòng)加速度的影響,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)堵塞發(fā)生后,各個(gè)磨損程度下的加速度均方根值會(huì)略微降低,因此需要利用堵塞的頻率特征值圖和均方根值圖同時(shí)對(duì)水力旋流器故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。利用LabVIEW編程環(huán)境,結(jié)合Matlab混合編程和濾波處理技術(shù),搭建了針對(duì)堵塞及磨損故障的水流旋流器故障監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程水力旋流器時(shí)頻域以及各個(gè)故障特征值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析、故障數(shù)據(jù)離線分析、以及故障預(yù)警的功能。
【圖文】：

圖 2-1 頻率混淆示意圖Figure 2-1 Frequency confusion diagram2）數(shù)據(jù)采集重要指標(biāo)[55]據(jù)采集卡重要的性能指標(biāo)主要分成八個(gè)性能指標(biāo)：模擬輸入通道方式、信號(hào)輸入范圍、采樣速率、分辨率與位數(shù)、輸入輸出阻抗儲(chǔ)容量。模擬輸入通道數(shù)：反映了模擬輸入通道數(shù)數(shù)據(jù)采集卡所能采集的信號(hào)的輸入方式：信號(hào)的輸入方式一般可以分為單端輸入（信號(hào)地）；差分輸入（信號(hào)兩端均浮地）；單極性（信號(hào)幅值范圍為的最大幅值）；雙極性（信號(hào)幅值范圍為[-A,A]）。信號(hào)輸入范圍：信號(hào)輸入范圍一般根據(jù)信號(hào)的輸入極性而定，它卡所能采集的最大信號(hào)幅值，如 0~10V，±5V，±10V。采樣速率：采樣速率是指單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)采集卡對(duì)模擬信號(hào)的采采集卡的重要性能指標(biāo)，其值越大則數(shù)據(jù)采集卡的性能越好。為滿

器故障監(jiān)測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)搭建hment of fault monitoring test pones器故障監(jiān)測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)（Structure ofring Test Platform）的故障監(jiān)測(cè)主要通過(guò)各種傳感器實(shí)時(shí)記錄采集塞和磨損之類的故障時(shí)的各種信號(hào)數(shù)據(jù)，而在故試驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集到的影響到后續(xù)故障信號(hào)的處理，是實(shí)驗(yàn)結(jié)果精度低實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差，，采集到精確的信號(hào)數(shù)據(jù)，獲得旋流器故障監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了整體性的設(shè)計(jì)攪拌桶、泵、電動(dòng)機(jī)、變頻器以及各種傳感器組旋流器系統(tǒng)圖。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TD45

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2 李s

本文編號(hào)：2691945