基于电流法刮板输送机链条断链监测方法研究

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随着采煤工作面产能的提高,刮板输送机作为综采工作面的关键设备,不断朝着大功率和自动化控制方向发展,刮板输送机链条断链事故也不断增加,影响煤矿的生产,所以对刮板输送机链条运行状态的监测是煤矿安全生产需要解决的关键问题之一,对综采工作面的正常生产具有重要意义。  本文在分析刮板输送机链条断链诊断技术现状及其存在问题的基础上,针对传统刮板输送机刮板链断链监测系统传感器容易磨损和抗恶劣环境能力差的缺点,依据驱动力引起电流波动的原理,提出基于电流信号进行刮板输送机链条断链监测的新方法;为了得到刮板链工况下电流信号的响应特性,建立了刮板输送机的离散体动力学模型;应用模态分析法求解了链条的扭振频率和振型;依据电流分析法的基本原理,为了客观描述刮板输送机负载运行过程中链条的刚度系数k值的变化与驱动电机负载电流的关系,建立了刮板输送机的“链条刚度系数k-负载电流”关系仿真模型,并在AMESim软件环境中进行了仿真,得到了链条无断链运行和发生断链两种工况条件下随着k值的变化负载电流信号的响应曲线;采用基于FFT的信号处理方法对所得负载电流信号响应曲线进行处理,得到了扭振频率的频谱图,进而依据多回路理论,通过频谱图的谐波分量的个数和幅值判断刮板输送机是否断链;为了验证采用FFT对负载电流信号进行处理这种方法的有效性,本文通过对实测电机电流信号进行了FFT分析,并与在MATLAB环境下仿真得到的相同参数电机的电流信号进行比较,二者具有较高的一致性,由此表明对负载电流信号进行FFT处理这种方法的有效性。
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