0、引言
帶式輸送機(jī)是煤礦的重要運(yùn)輸設(shè)備，其運(yùn)行工況的好壞直接影響到煤礦生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。受輸送機(jī)運(yùn)行坡度變化、載荷分布均勻性以及礦井生產(chǎn)環(huán)境等因素的影響，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置長(zhǎng)期處于重載（大扭矩）、沖擊等工況下，且表面長(zhǎng)期處于經(jīng)常堆積煤泥等工作環(huán)境中，因此容易造成各裝置過(guò)早失效而影響生產(chǎn)。而作為關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)裝置的減速器，其運(yùn)行狀況反映了豐富的故障信息，如減速器箱體振動(dòng)烈度的變化，有可能是內(nèi)部嚙合齒輪或軸承發(fā)生早期故障的征兆，或者是減速器的安裝螺栓出現(xiàn)松動(dòng)甚至斷裂的表現(xiàn)；另外，減速器潤(rùn)滑油位的下降或油質(zhì)的惡化，通常會(huì)引起油溫的增大。因此，對(duì)帶式輸送機(jī)減速器工況的檢測(cè)，一直是煤礦機(jī)電設(shè)備管理的重要內(nèi)容之一。
本文以山西汾西礦業(yè)集團(tuán)曙光煤礦主斜井帶式輸送機(jī)減速器（型號(hào)ML3PSF130，SEW公司）為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了該減速器的在線監(jiān)測(cè)4系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)其運(yùn)行工況，從而替代了原來(lái)的人工定期巡檢工作，提高了設(shè)備管理能力，并為未來(lái)實(shí)現(xiàn)井下帶式輸送機(jī)減速器在線監(jiān)測(cè)打下基礎(chǔ)。
1、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)上述減速器的重要工況，即在線采集減速器箱體關(guān)鍵部位的振動(dòng)信號(hào)、減速器箱壁的溫度信號(hào)以及減速器運(yùn)行噪聲信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)存儲(chǔ)和信號(hào)分析，在儀器前面板上顯示時(shí)、頻域波形，同時(shí)對(duì)于減速器的異常狀況進(jìn)行聲光報(bào)警。
系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、PXJ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)組成。
2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
振動(dòng)傳感器采用帶ICP內(nèi)置電路的加速度傳感器( YD112)，一共7個(gè)，安裝位置為減速器低速端軸承蓋中心一個(gè)，軸承蓋的縱向和橫向邊緣各一個(gè)，以及箱體底座的前后側(cè)安裝螺栓的中間位置各兩個(gè)。溫度傳感器采用srr-T鉑電阻溫度傳感器及STWB型溫度變送器，鉑電阻溫度傳感器安裝位置為減速器箱體下方的左右兩側(cè)。噪聲傳感器采用兩個(gè)TZ -2KA噪聲傳感器，安裝方式為懸掛在距離減速器左右兩側(cè)3m遠(yuǎn)處，懸掛高度為減速器的1/3高度。
信號(hào)調(diào)理電路中包括了加速度輸入模塊ESC - ICP，為加速度傳感器提供4mA的激勵(lì)電流，可有效抑制ICP加速度傳感器輸出的直流電壓，同時(shí)將輸出的交流信號(hào)進(jìn)行有效放大并濾波。另外還包括了電流輸入模塊ESC - CI，將溫度變送器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
PXI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由PXIS - 2558機(jī)箱、PXI - 3920零槽主控器以及PXI - 2006數(shù)據(jù)采集卡組成，可以對(duì)經(jīng)過(guò)調(diào)理的信號(hào)進(jìn)行同步采集（采用率為102. 4kS/s/通道），并將信號(hào)在前端的顯示屏上顯示。該系統(tǒng)安裝于減速器附近，可進(jìn)行就地監(jiān)測(cè)，同時(shí)又通過(guò)TCP協(xié)議與主斜井帶式輸送機(jī)監(jiān)控室的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
3、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用了LabView8.O作為編程平臺(tái)。該虛擬儀器的軟件設(shè)計(jì)分為前面板的設(shè)計(jì)和儀器流程圖設(shè)計(jì)。
3.1前面板設(shè)計(jì)
前面板由兩部分組成。采集設(shè)置分別設(shè)置采集卡、采集通道、采樣頻率、采樣數(shù)、文件存儲(chǔ)；監(jiān)測(cè)信號(hào)部分實(shí)時(shí)顯示振動(dòng)信號(hào)波形、振動(dòng)烈度值、運(yùn)行噪聲值和箱體外壁溫度值。虛擬儀器前面板圖如圖2所示。
3.2虛擬儀器流程圖設(shè)計(jì)
軟件的主流程如圖3所示。首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化，然后開(kāi)始配置采集參數(shù)（包括采樣通道、采樣頻率、采樣點(diǎn)數(shù)等）。然后在沒(méi)有錯(cuò)誤后，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并實(shí)時(shí)顯示和保存。當(dāng)采集結(jié)束后，可以對(duì)保存的數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理分析（包括濾波、傅里葉分析、小波分析等）。對(duì)分析的數(shù)據(jù)可以生成報(bào)表，保存分析結(jié)果。
4、結(jié)語(yǔ)
本文基于LabView設(shè)計(jì)了一種帶式輸送機(jī)減速器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可顯示減速器運(yùn)行工況的重要信號(hào)值，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)；對(duì)于減速器異常狀況能夠進(jìn)行聲光報(bào)警；能夠?qū)p速器運(yùn)行工況信號(hào)進(jìn)行處理和分析，為減速器故障診斷提供判據(jù)。
系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以替代人工巡檢，
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