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煤机设备无线自供电状态监测系统

机械工程学报 2020年第13期56卷 41-49页

作者：高扬穆继亮何剑陈鸿穆锦标安站东赵新平丑修建中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 阳煤集团机电动力部阳泉045000

针对当下煤机设备状态监测系统时效性差、通信电缆铺设困难、需要定期更换电池等问题,提出了一种基于无线传感器网络与自供电技术的监测系统设计方法。系统由能量采集模块、无线传感器网络及监测上位机组成,通过能量采集模块收集煤机设... 详细信息

针对当下煤机设备状态监测系统时效性差、通信电缆铺设困难、需要定期更换电池等问题,提出了一种基于无线传感器网络与自供电技术的监测系统设计方法。系统由能量采集模块、无线传感器网络及监测上位机组成,通过能量采集模块收集煤机设备振动能量为节点电路供电,采用无线传感器网络与上位机实现设备关键状态信息的采集、传输与处理。测试结果表明,系统可在30 m有效范围内实现对煤机设备运行状态的实时监测,能量采集模块最大输出功率可达378 mW,能够有效收集设备振动能量实现系统能源自供给。

关键词：煤机设备自供电技术无线传感器网络监测系统

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煤机设备状态监测系统设计与实现

电子制作 2022年第1期30卷 57-60页

作者：张静新疆维吾尔自治区哈密市检验检测中心新疆哈密839099

煤炭作为我国目前能源供给主要来源,在国家战略发展中占据重要战略地位。随着制造工艺和信息技术发展,煤矿机械化程度得到大幅提升。但由于设备年久失修、工人操作不到位等问题,煤机设备事故频发,因此保证设备安全运行尤为重要。本文针... 详细信息

煤炭作为我国目前能源供给主要来源,在国家战略发展中占据重要战略地位。随着制造工艺和信息技术发展,煤矿机械化程度得到大幅提升。但由于设备年久失修、工人操作不到位等问题,煤机设备事故频发,因此保证设备安全运行尤为重要。本文针对当前煤机设备状态监测需求,设计了多参量传感系统,以实现由“事后维修”到“提前预判”的转变,有望减少突发安全事故发生概率,节约维修费用支出。

关键词：煤机设备多参量传感微系统监测系统

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煤机设备不锈钢表面处理与耐磨性能研究

太原学院学报（自然科学版） 2022年第4期40卷 22-26页

作者：王慧唐传斌淮南职业技术学院机电工程学院安徽淮南232001 淮河能源集团煤业公司安徽淮南232095

采用磷化和发黑处理的方法在煤机设备不锈钢表面制备了起减磨润滑作用的转化膜,研究了发黑处理时间对不锈钢表面转化膜形貌、物相组成和摩擦磨损性能的影响。结果表明:当发黑时间为20 min,30 min和40 min时,不锈钢表面可见清晰的晶界和... 详细信息

采用磷化和发黑处理的方法在煤机设备不锈钢表面制备了起减磨润滑作用的转化膜,研究了发黑处理时间对不锈钢表面转化膜形貌、物相组成和摩擦磨损性能的影响。结果表明:当发黑时间为20 min,30 min和40 min时,不锈钢表面可见清晰的晶界和尺寸不等的碳化物;当发黑时间为50 min和60 min时,晶界处厚度衬度明显增加。当发黑处理时间为20~60 min时,不锈钢表面物相主要由Fe,MnO_(2),FeO,(FeO)0.798(MnO)0.202和(FeO)0.664(MnO)0.338组成,只是不同发黑时间处理后物相的衍射峰强度存在差异。当发黑时间为20 min时,不锈钢表面的纳米硬度和弹性模量分别为8.54 GPa和285.8 GPa;随着发黑处理时间延长,不锈钢表面纳米硬度和弹性模量不断减小,在发黑处理时间为50 min时,摩擦因数最小、磨痕宽度约为353.0μm,具有相对较好的耐磨性能。

关键词：煤机设备不锈钢发黑处理时间耐磨性能

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基于差分振子的煤机设备故障诊断方法研究

煤矿机械 2023年第4期44卷 188-192页

作者：郭军煤炭科学研究总院有限公司矿山大数据研究院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

针对煤机设备故障特征提取受变工况、变载荷等因素制约的问题,构建了差分振子检测器提取煤机设备故障特征。为利用差分振子检测器进行多故障特征频率检测,对差分振子相图做频谱分析,提出了提取多频率特征的方法,突破了差分振子只能检测... 详细信息

针对煤机设备故障特征提取受变工况、变载荷等因素制约的问题,构建了差分振子检测器提取煤机设备故障特征。为利用差分振子检测器进行多故障特征频率检测,对差分振子相图做频谱分析,提出了提取多频率特征的方法,突破了差分振子只能检测单一频率的限制。利用煤矿井下带式输送机驱动电机故障实例进行了验证。结果表明,基于差分振子的多特征提取方法可以有效地提取煤机设备的早期故障特征,并具有较高的精度。

关键词：差分振子多故障特征检测故障诊断煤机设备

基于GAN与CNN的煤机设备故障智能诊断方法研究

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煤矿机械 2023年第12期44卷 182-185页

作者：郭军煤炭科学研究总院有限公司矿山大数据研究院北京100013 天地科技股份有限公司北京技术研究分公司北京100013

针对煤机设备现场难以获取有效故障数据样本进行智能诊断模型训练的问题,提出基于对抗网络生成(GAN)技术与卷积神经网络(CNN)相结合的智能诊断策略。将现场真实数据和实验室典型故障数据的特征进行融合,得到虚拟数据样本。通过CNN的模... 详细信息

针对煤机设备现场难以获取有效故障数据样本进行智能诊断模型训练的问题,提出基于对抗网络生成(GAN)技术与卷积神经网络(CNN)相结合的智能诊断策略。将现场真实数据和实验室典型故障数据的特征进行融合,得到虚拟数据样本。通过CNN的模型训练建立煤机设备的故障智能诊断模型。试验结果表明,该方法在现场故障数据样本缺失、难以建立准确故障机理模型的条件下,具有较高的诊断准确率。

关键词： GAN CNN 煤机设备故障诊断

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煤机设备轴承剩余寿命预测方法研究

工矿自动化 2021年第11期47卷 126-130页

作者：孙永新山西天地王坡煤业有限公司山西晋城048000

煤机设备轴承剩余寿命预测对设备维护具有重要意义。现有的轴承剩余寿命预测方法或难以建立精确的轴承失效数学模型,或预测精度受样本完备性和准确性的制约,且退化特征量通常采用时域、频域指标,受煤机恶劣工作环境影响较大,导致预测精... 详细信息

煤机设备轴承剩余寿命预测对设备维护具有重要意义。现有的轴承剩余寿命预测方法或难以建立精确的轴承失效数学模型,或预测精度受样本完备性和准确性的制约,且退化特征量通常采用时域、频域指标,受煤机恶劣工作环境影响较大,导致预测精度不高。针对该问题,提出一种基于经验模态分解(EMD)和灰色模型(GM)的煤机设备轴承剩余寿命预测方法:采用EMD对煤机设备轴承振动加速度信号进行滤波处理;提取滤波信号的均方根作为表征轴承健康状态的退化特征量,形成退化特征量序列;采用退化特征量序列训练GM,进而建立GM轴承剩余寿命预测模型来预测退化特征量的变化趋势,以退化特征量达到设定阈值的时间间隔作为剩余寿命预测值。试验台试验和工程应用结果表明,该方法可有效预测煤机设备轴承剩余寿命,预测精度较高,预测结果能指导现场设备维护。

关键词：煤机设备轴承剩余寿命预测经验模态分解灰色模型信号均方根退化特征量

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煤机设备无线自供电状态监测系统设计与实现

煤机设备无线自供电状态监测系统设计与实现

作者：高扬中北大学

学位级别：硕士

煤炭是我国能源基石,在国民经济中占有重要战略地位。随着煤矿机械化程度不断提高,煤机设备健康状况将直接影响到煤炭企业的生产效率和经济效益。近些年来,因操作不规范、设备陈旧老化、检修不到位等因素带来的煤矿机械事故频发,保证煤... 详细信息

煤炭是我国能源基石,在国民经济中占有重要战略地位。随着煤矿机械化程度不断提高,煤机设备健康状况将直接影响到煤炭企业的生产效率和经济效益。近些年来,因操作不规范、设备陈旧老化、检修不到位等因素带来的煤矿机械事故频发,保证煤机设备安全可靠运行显得尤为重要。建立煤机设备在线状态监测系统获取设备关键状态信息进行预知维修,是提高煤矿生产效率和保障安全生产的有效途径。受恶劣工作环境与人员操作不当等因素影响,煤机设备不可避免会产生各种机械故障,故障往往表现为异常的振动和温度变化。这些振动与温度信号中包含大量因冲击、磨损、腐蚀、疲劳、老化等因素引起的劣化和失效等重要设备状态信息,是进行设备状态在线监测与故障诊断的重要数据来源。对煤机设备工作过程中振动和温度信号进行实时监测,可提早发现设备故障,实现由“事后维修”到“预知维修”的转变,从而有效避免突发性事故发生,消除续发损坏,节约大量维护费用。本文面向我国煤矿智能化发展战略需求,针对当下煤机设备状态监测系统时效性差、通信电缆铺设困难、需定期更换电池等问题,以煤机设备运行状态实时监测为目的,秉承安全、创新、绿色、智能的设计理念,结合相关技术发展现状与技术瓶颈,在调研当下煤机设备状态监测系统功能需求的基础上,提出并完成了集能量自供给、多参量传感、多节点数据采集、信号无线传输、上位机实时监测等多功能为一体的煤机设备无线自供电状态在线监测系统研究。系统由自供电模块、信号采集模块、微控制器模块、无线传输模块以及监测上位机组成。在煤机设备关键部位安装信号采集节点,利用磁悬浮式电磁振动能量采集器与能源管理电路收集设备运行时所逸散振动能量为节点电路供电。采用信号采集模块、微控制器模块对煤机设备温度、振动信息进行实时采集与处理。通过无线传输模块将监测数据传输至上位机软件,经数据解码、节点号识别、信号处理、数据库更新,对数据进行接收、分析、存储,最终在监测控制面板实现设备运行状态实时显示和预警,完成系统可视化人机交互。系统采用无线传感器网络进行煤机设备关键状态信息采集、传输与处理,解决了传统监测系统因线缆供电、数据传输而产生铺设成本高与线缆缠绕等问题。自供电技术的运用,使得系统能够在进行设备状态监测的同时收集煤机设备振动能量为节点电路供电,绿色环保、减轻对自然环境污染,解决了传统无线传感网络节点电池续航的难题,使得系统能够在恶劣环境中长期有效工作,提高监测效率,节省大量定期因更换电池所花费的人力与物力。系统监测上位机在进行传感信号实时显示和预警的同时,能够利用数据库实现监测数据的存储、查看与调用,为研究煤机设备运行规律、解析故障发生原因提供有力数据支持。系统的提出与实现对提高煤机监测效率、提升煤炭工业生产效率、降低煤矿机械安全事故率、提升煤矿机械设备的智能化改造具有一定的应用价值和现实意义。

关键词：煤机设备自供电技术无线传感器网络监测系统

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面向全生命周期管理的煤机设备信息分类编码

工矿自动化 2021年第1期47卷 21-27页

作者：张建中北京天地龙跃科技有限公司北京100013

针对目前煤机设备在跨全生命周期管理过程中存在大量信息孤岛,导致无法进行数据深化应用的问题,从煤机设备全生命周期业务流程产品链、资产链和价值链运作模式出发,结合现有国际、国家、煤炭行业和相关领域的信息分类和编码标准,采用统... 详细信息

针对目前煤机设备在跨全生命周期管理过程中存在大量信息孤岛,导致无法进行数据深化应用的问题,从煤机设备全生命周期业务流程产品链、资产链和价值链运作模式出发,结合现有国际、国家、煤炭行业和相关领域的信息分类和编码标准,采用统一建模语言(UML)和面向对象分析方法(OOA),提出了一种面向全生命周期管理的煤机设备信息分类编码体系设计思路。首先,采用线分类法和面分类法相结合的混合分类法对煤机设备信息分类;然后,利用GS1编码体系的GTIN实现煤机设备类别唯一标志,采用附加属性方式关联煤机设备的MJLBM-1编码;最后,采用EPC编码体系的SGTIN-96编码进行单台煤机设备唯一标志,实现SGTIN与GTIN的转换。应用实例验证了该分类编码体系的可行性,一定程度上解决了煤机设备信息分类和编码混乱、规范性差和信息共享难等问题,并且与全球GS1系统实现了体系兼容,拓宽了煤炭行业相关产品和技术的流通领域。

关键词：煤机设备信息分类编码全生命周期管理 GS1 EPC MJLBM-1

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煤机设备维修中外观质量的控制方法

煤矿机电 2019年第3期40卷 60-62页

作者：刘小霞山西天地煤机装备有限公司

目前提高煤机设备维修的外观质量已成为行业急需解决的问题,分析了影响煤机设备外观质量的三要素,即外观造型、液压管路/电气线路和整机涂装,指出煤机设备维修拆解/清洗/喷砂、加工制造、整机装配、整机涂装各个工艺流程中影响外观质量... 详细信息

目前提高煤机设备维修的外观质量已成为行业急需解决的问题,分析了影响煤机设备外观质量的三要素,即外观造型、液压管路/电气线路和整机涂装,指出煤机设备维修拆解/清洗/喷砂、加工制造、整机装配、整机涂装各个工艺流程中影响外观质量的因素,提出了控制和改进煤机设备外观质量的有效措施,并结合实例证明了此方法的有效性。

关键词：煤机设备外观质量控制和改进