[發(fā)明專利]一種基于黑匣子的采煤機(jī)狀態(tài)監(jiān)測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410448407.0
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104153816A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳淼;楊健健;李旭;郝迎格;顏衛(wèi)東;范愛文;姜海;王懷順;吉曉冬;楊子賢;周劍鋒;趙新贏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.一種基于黑匣子的采煤機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測方法，所述的黑匣子包括嵌入式主板Intel3945A、512G的固態(tài)硬盤、RS232串口通信及TCP/IP網(wǎng)口通信接口、多通道振動加速度信號采集接口，礦用本安振動傳感器，并且所述的黑匣子包括四個功能模塊：Windows?XP/E主控模塊，數(shù)據(jù)通信模塊，振動信號采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊；

基于所述黑匣子的采煤機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測方法，其特征在于包括以下步驟：

1)狀態(tài)參數(shù)采集：

分別在采煤機(jī)牽引部電動機(jī)、截割部電動機(jī)處安裝電流互感器、電壓互感器和溫度傳感器，在搖臂升降驅(qū)動油缸處安裝油缸壓力傳感器和油缸位移傳感器，搖臂截割電機(jī)處安裝礦用本安型振動加速度傳感器，在搖臂上安裝搖臂傾角傳感器，在牽引電機(jī)輸出軸上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器，通過各個互感器、傳感器、編碼器完成對采煤機(jī)電機(jī)工作參數(shù)信息、油缸載荷信息、振動特性信息及姿態(tài)信息的采集；

2)狀態(tài)參數(shù)存儲：

采集到的采煤機(jī)狀態(tài)參數(shù)中的一類信息是以通信的方式從電控單元傳輸?shù)胶谙蛔又校谙蛔哟鎯Τ绦蚴紫葎?chuàng)建SQLite數(shù)據(jù)庫，建立通訊數(shù)據(jù)表，以響應(yīng)中斷的形式接受串口通信數(shù)據(jù)，并以日期、時間、信息三類字段形式批量存儲該數(shù)據(jù)；另一類信息由外置礦用本安振動傳感器采集，以采集信號初始發(fā)生日期、時間為文件名創(chuàng)建數(shù)據(jù)文本文件，批量寫入振動數(shù)據(jù)；

3)狀態(tài)參數(shù)分析：

根據(jù)采煤機(jī)具體設(shè)備部件名稱、工況信息和參數(shù)名稱查看對應(yīng)參數(shù)的數(shù)據(jù)值，該數(shù)據(jù)按照時間進(jìn)行排序，設(shè)定參數(shù)的正常閾值，根據(jù)參數(shù)的時域數(shù)值分布判定該參數(shù)是否出現(xiàn)異常或故障，并精確找到異常和故障發(fā)生的時間段，結(jié)合實際操作工作記錄，準(zhǔn)確推斷異常和故障發(fā)生的原因；

4)采煤機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測：

根據(jù)采煤機(jī)截割電機(jī)和牽引電機(jī)工作參數(shù)與煤巖硬度普氏系數(shù)影響關(guān)系，通過記錄井下裝有黑匣子的采煤機(jī)的截割工況，以時間為參考標(biāo)準(zhǔn)，對比黑匣子中相應(yīng)電機(jī)的電流、電壓、溫度信息，揭示電機(jī)工作參數(shù)與截割介質(zhì)硬度的影響規(guī)律，建立截割電機(jī)工作參數(shù)與煤巖硬度關(guān)系建立經(jīng)驗公式：

其中截割電機(jī)線電壓U_L，截割電機(jī)線電流I_L通過采煤機(jī)黑匣子采集和記錄；截割電機(jī)功率因素根據(jù)電機(jī)出廠參數(shù)確定，電機(jī)負(fù)荷系數(shù)K_P為常數(shù)(電機(jī)運行時的實際功率和額定功率的比)；其中機(jī)械傳動效率η、截割電機(jī)轉(zhuǎn)速ω(單位rad/s)、滾筒平均半徑R_head(單位m)、參與截割的截齒投影面積之和A(約整半個滾筒截割截齒)可以根據(jù)采煤機(jī)說明書獲得相應(yīng)參數(shù)，并在已知工況的前提下推導(dǎo)出修正值K的取值范圍，得到精確經(jīng)驗公式，進(jìn)而根據(jù)采煤機(jī)截割電機(jī)和牽引電機(jī)的工作參數(shù)即可監(jiān)測滾筒截割介質(zhì)的硬度。