[發明專利]一種采煤機減速器潤滑油狀態監測與故障診斷系統及方法

有效

• 申請號: 202110462847.1
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113155443B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 田瑩;沈偉挺;張強;張月;臧萬順;蘇金鵬;馮龍;趙進;李春志;王博申;劉文卓;姜玉燕
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01N33/28;G01N11/00;G01N15/02;G01K7/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

本發明提供一種采煤機減速器潤滑油狀態監測與故障診斷系統及方法，涉及狀態監測與故障診斷技術領域。本發明數據包括數據采集系統以及計算機軟件系統；所述計算機軟件系統包括數據處理系統、結果判斷系統、綜合分析系統、剩余壽命估算系統以及結果整合輸出及儲存系統，可實時向操作人員反饋采煤機減速器潤滑油各種參數、各零件健康狀態、剩余壽命以及故障信息等，能及時準確地完成診斷工作，降低了人工參與度與設備停機時間，提高了采煤機經濟效應及自動化程度，為智能化礦山發展提供了保證。

技術領域

本發明涉及狀態監測與故障診斷技術領域，尤其涉及一種采煤機減速器潤滑油狀態監測與故障診斷系統及方法。

背景技術

傳統采煤方法已逐步被淘汰，智能化綜合采煤技術已變得越來越先進，但由于某些方面技術限制導致采煤機減速器狀態監測與故障診斷必須人工直接參與，這就使得實現“無人礦山”變得更加困難。由于采煤機工作面比較危險，人工直接參與會導致一定的安全隱患，同時由于井下環境復雜，憑借人工完成狀態監測與故障診斷有時是十分困難。再者，人工故障診斷過程需要停機，將導致煤炭產量的減少。實際表明，機械零部件在整個使用過程中其潤滑油溫度、粘度、油液顆粒數及粒度分布、酸/堿PH值等各種特征將出現階段性的變化，所以通過監測潤滑油各種特征能間接得知設備、裝置以及零部件健康情況。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種采煤機減速器潤滑油狀態監測與故障診斷系統及方法，通過在采煤機減速器內部安裝油液監測裝置，實時向計算機反饋監測結果，實現潤滑油狀態的實時監測，并將監測結果輸入到故障診斷系統中，將監測數據通過一系列處理最終通過與預先輸入的數據進行比對后，輸出診斷結果，實現采煤機減速器潤滑油液的無人化實時在線監測與故障診斷。

本發明的技術方案為，

一方面，一種采煤機減速器潤滑油狀態監測與故障診斷系統，包括數據采集系統以及計算機軟件系統；所述計算機軟件系統包括數據處理系統、結果判斷系統、綜合分析系統、剩余壽命估算系統以及結果整合輸出及儲存系統。

所述數據采集系統包括潤滑油溫度傳感器、粘度計、油液顆粒傳感器、顆粒粒度分析儀及酸堿PH值傳感器，其中顆粒粒度分析儀安裝于減速器油箱側面油液液面中部，兩側各一個、油液顆粒傳感器安裝于齒輪嚙合處下方油箱地面1/3液面高度處、酸堿PH值傳感器與粘度計置于低速級齒輪下方油液液面以下、溫度傳感器安裝于各齒輪及齒輪嚙合處下方油液液面以下，以上各傳感器嵌入減速器油箱內部,用于對采煤機減速器內潤滑油的溫度、粘度、顆粒數、顆粒分布及PH值進行實時監測，數據采集系統輸出端通過數據線連接至計算機，輸入至數據處理系統；

所述數據處理系統包括第一數據處理系統以及第二數據處理系統，第一數據處理系統接收數據采集系統傳回的數據，對數據進行濾波、整流、分類、放大、缺失值處理、平滑濾波、數據的分組、基本描述統計量的計算處理得到油液溫度、粘度、油液顆粒數、酸/堿PH值實時數值r₁、r₂、r₃、r₄；

所述第二數據處理系統用于重新進行數據濾波、整流、分類、放大、缺失值處理、平滑濾波、數據的分組、基本描述統計量的計算以及參數r₁、r₂、r₃、r₄關聯分析、異常分析和特異群組分析；

所述數據處理系統輸出數據傳輸至結果判斷系統；所述結果判斷系統用于判斷油液各參數是否正常，判斷油液各參數是否需要復檢，判斷減速器是否發生故障；結果判斷系統輸出數據傳輸至綜合分析系統；

所述綜合分析系統用于完成基本統計圖形的繪制、數據的正態化處理及數據追蹤工作，結合人工輸入的數據以及設備運行過程系統儲存的歷史數據對監測結果進行實時綜合分析，通過各零部件處潤滑油參數數據利用故障樹模型確定零件綜合數值，判斷采煤機減速器零部件是否發生故障；