李貝

（兗礦東華重工有限公司煤機裝備制造輸送機事業(yè)部，山東 鄒城 273500）

目前，帶式輸送機潤滑保養(yǎng)方法主要有人工單獨分散的潤滑或機械式集中潤滑。前者由人工定期或不定期巡檢加注；后者采用加脂泵集中給油。潤滑方式較單一，注油點較少，抗干擾性和自動化水平較差，容易出現(xiàn)潤滑油更換不及時、更換不到位的現(xiàn)象，影響滾筒的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性和使用壽命。帶式輸送機機頭部檢測潤滑是輸送設(shè)備保養(yǎng)中的關(guān)鍵事項，帶式輸送機的潤滑效果和檢測直接影響著輸送機設(shè)備的輸送效率和生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益，因此研制智能化水平高、無人值守、節(jié)能高效和降低勞動力成本及維護成本的智能檢測潤滑系統(tǒng)勢在必行。

1 設(shè)計目標

通過對帶式輸送機機頭智能檢測潤滑系統(tǒng)的研發(fā)，提高帶式輸送機智能化水平，利用智能傳感器、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對工業(yè)設(shè)備進行運行周期狀態(tài)檢測管控，實現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)測、故障診斷與分析、設(shè)備健康狀態(tài)評估、運行狀態(tài)檢測、智能點巡檢等功能。使該系統(tǒng)能應(yīng)用于大中小型帶式輸送機，大幅降低因檢修不及時、潤滑不到位所引起的設(shè)備故障率，保障帶式輸送機的正常運行。填補集團公司帶式輸送機機頭智能檢測潤滑系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用的空白。

2 系統(tǒng)組成

帶式輸送機機頭智能檢測潤滑系統(tǒng)以智能設(shè)備安全與可靠性管理系統(tǒng)為核心，多方位、多維度檢測，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、井下WIFI、云平臺、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)。系統(tǒng)主要由傳感檢測層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)分析服務(wù)層、終端服務(wù)層組成。

（1）傳感檢測層：帶式輸送機機頭部使用智能傳感器，傳感器能夠方便的安裝、使用、維護、更換，具備采集數(shù)據(jù)精度高、可靠性高等特點。

（2）數(shù)據(jù)采集與傳輸層：包含無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、遠程智能傳輸單元等模塊，數(shù)據(jù)傳輸層可提供多種方式（4G、WIFI、有線網(wǎng)絡(luò)等）完成檢測數(shù)據(jù)的上報和傳輸，以滿足實際安裝環(huán)境的要求，同時傳送數(shù)據(jù)以滿足分析和預(yù)警的需要。

（3）數(shù)據(jù)分析服務(wù)層：包含數(shù)據(jù)分析平臺、應(yīng)用服務(wù)層。通過數(shù)據(jù)分析對采集到的檢測數(shù)據(jù)進行存儲、分析，實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的歷史分析、多維度分析、頻譜分析、故障預(yù)報、故障預(yù)警等；

（4）終端服務(wù)層：針對用戶提供多種服務(wù)接入方式，可以滿足用戶檢測關(guān)鍵設(shè)備運行狀態(tài)的需求，提高維護工作的便捷性及效率。

圖1 潤滑點在輸送機機頭的分布示意圖

圖2 檢測點安裝位置示意圖

3 系統(tǒng)功能與特點

（1）系統(tǒng)配置電控系統(tǒng)、泵站及管路等設(shè)備，可由人工操作控制系統(tǒng)啟動泵站電機，通過電磁閥等閥門，經(jīng)管路向傳動、改向或卸載滾筒兩端的軸承座位置加注潤滑脂。也可以設(shè)置控制系統(tǒng)程序，預(yù)設(shè)維護時間，滿足預(yù)設(shè)條件時，系統(tǒng)會自動向潤滑位置加注定量的潤滑脂，實現(xiàn)無人職守。系統(tǒng)可通過測溫元件實時檢測設(shè)備溫度，溫度過高時系統(tǒng)可單獨自動向指定設(shè)備定點定量加脂，無需所有設(shè)備同時加脂。加注潤滑脂后，通過特殊設(shè)計的密封結(jié)構(gòu)，新加注的潤滑脂會將變質(zhì)、稀釋的舊潤滑脂從密封圈處擠出，改善軸承潤滑條件，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，自然減震降溫。

（2）測溫元件可以采用對滾筒軸承座鉆孔或吸附式等方式安裝在輸送機機頭各關(guān)鍵位置上，對設(shè)備的溫度狀態(tài)實時進行檢測，對動態(tài)溫度數(shù)據(jù)進行分析，得到溫度數(shù)據(jù)圖譜，通過大數(shù)據(jù)進行精確的比對分析與診斷。系統(tǒng)可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)一級報警溫度和二級報警溫度，當檢測溫度超過二級報警溫度時，系統(tǒng)將會超溫報警并自動向指定設(shè)備定點定量加脂降溫，當檢測溫度超過一級報警溫度時，系統(tǒng)向帶式輸送機控制系統(tǒng)發(fā)送故障信號，停止帶式輸送機的運行。

（3）在輸送機機頭特定設(shè)備處（主要是卸載滾筒、傳動滾筒和驅(qū)動裝置）安裝智能振動傳感器，檢測并記錄振動頻率、位移等相關(guān)參數(shù)，對動態(tài)振動數(shù)據(jù)進行分析，得到頻率、位移等數(shù)據(jù)圖譜，通過大數(shù)據(jù)進行精確的比對分析與診斷。系統(tǒng)可預(yù)設(shè)一級報警振動閾值和二級報警振動閾值，當系統(tǒng)檢測到振動數(shù)據(jù)超過二級報警振動閾值時，系統(tǒng)自動維護并發(fā)出振動異常報警，當檢測到振動數(shù)據(jù)超過一級報警振動閾值時，系統(tǒng)向帶式輸送機控制系統(tǒng)發(fā)送故障信號，停止帶式輸送機的運行。

圖3 振動頻譜分析圖

（4）帶式輸送機煙霧、速度、煤位、縱撕等保護元件及電機功率、電壓、電流等參數(shù)可通過模塊接入帶式輸送機機頭智能檢測潤滑系統(tǒng)，實時顯示相關(guān)傳感器狀態(tài)，檢測到故障時進行報警。

（5）采用智能維護系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對設(shè)備進行全運行周期的狀態(tài)檢測，并進行數(shù)據(jù)管理和分析，提供設(shè)備運行狀態(tài)的檢測、設(shè)備故障的預(yù)測、故障診斷與分析、設(shè)備劣化趨勢、設(shè)備健康狀態(tài)評估、智能點巡檢和設(shè)備管理，并能對各種檢測數(shù)據(jù)、維護次數(shù)、加脂量、報警故障等進行記錄。

4 結(jié)語

礦用皮帶機頭免維護智能健康系統(tǒng)已在濟三煤礦投入使用，填補集團公司帶式輸送機機頭智能檢測潤滑系統(tǒng)研發(fā)和應(yīng)用的空白，有效緩解了設(shè)備維護維修工作中的壓力，對檢測點的振動參數(shù)和溫度參數(shù)實現(xiàn)了在線檢測，報警位置準確率100%，通過提前預(yù)警、智能維護，每周可減少非正常停機3～5次，每年可減少約200次，提高運行連續(xù)性。降低設(shè)備故障率30%，延長設(shè)備使用壽命10%，延長設(shè)備的更換周期，大幅減少因更換設(shè)備所帶來的費用支出。