[發(fā)明專利]三維建模中煤塊粒度分析的動篩故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310539577.5
• 申請日: 2013-11-04
• 公開（公告）號: CN103537436A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 胡青松;常飛;耿飛;喬欣;張申;吳立新
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: B07B1/42
• 分類號: B07B1/42;B07B1/28;G01N15/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種三維建模中煤塊粒度分析的動篩故障診斷方法，其特征是：該動篩故障診斷方法，通過沖擊力傳感器、激光多普勒測速法測出煤塊從動篩下落對緩沖板的沖擊力度、煤塊撞擊緩沖板后的起跳速度、起跳高度作為動篩故障診斷的特征；三維建模分析煤塊的下落過程，煤塊對緩沖板的撞擊力度P、煤塊彈跳初速度v₀、煤塊上升位移h這三個參數，根據這三種信號的特征確定煤塊的橫截面積，與非故障篩孔的橫截面積進行對比，并計算出煤塊的橫截面積與厚度；間接測量煤塊粒度對動篩故障進行診斷；

將煤塊的建模成橢圓柱體，并假定其長半徑為A，短半徑為B，厚度為C，其密度為ρ_coal；同時，假定振動篩距緩沖板的高度為H，空氣的阻力系數和密度分別為ζ和ρ_air；沒有特別說明的情況下，以上符號單位均采用國際主單位；

具體步驟如下：

（1）在緩沖板上密集安裝沖擊力傳感器以及在緩沖板與篩板之間安裝激光多普勒測速儀，通過沖擊力傳感器與激光多普勒測速儀測定煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板后，獲得煤塊對緩沖板的撞擊力度、煤塊彈跳初速度、煤塊上升位移這三個參數；對特征參數進行周期性監(jiān)測與設定沖擊力門限值檢測；

（2）計算煤塊的最大橫截面積與煤塊的厚度

首先，對煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板的沖擊力進行分析；根據煤塊撞擊緩沖板的數據分析，煤塊對緩沖板的沖擊力可以表示為：

P=2.108×m23·λ25·H35---(1)]]>

式中，λ為拉梅常數，通常取10⁶N/m²，H為自由落體的高度即為動篩距緩沖板的高度，P為沖擊力傳感器測得的煤塊從篩板下落撞擊到緩沖板的沖擊力，m為煤塊質量，可以用（2）式計算：

m=ρcoalV=ρcoalSmax·C---(2)]]>

式中，S_max為假設模型中的最大橫截面積，可以近似表示為S_max＝πAB；

將(2)式代入（1）式可得：

P=2.108×(ρcoalSmax×C)23·λ25·H35---(3)]]>

其次，對煤塊撞擊后彈起的過程進行分析；根據能量守恒定律可列出：

12mv02=f·h+mgh---(4)]]>

式中，v₀為煤塊撞擊到緩沖板后的起跳速度，f為空氣的阻力，h為上升位移，g為9.8m/s²；

空氣中的阻力可以表示為：

f=ζρair·vr22·Smax---(5)]]>

式中，v_r為每塊與空氣的相對速度，當空氣靜止時，v_r可近似為ζ為空氣的阻力系數，為常數；

由式(2)(4)(5)可以得到：

ρcoal·v022Smax·C=ζρair·v028·Smax·h+ρcoalghSmax·C---(6)]]>

最后，將式(3)(6)聯立可求出煤塊的最大橫截面積S_max與煤塊的厚度C；

最大橫截面積S_max：

Smax=(P2.018)32·1ζρair·(1H32λ)35(4v02-8ghhv02)]]>

（3）對比計算出的煤塊最大橫截面積S_max和篩面處于正常狀態(tài)時篩孔的面積，確定篩板的故障狀態(tài)。