馬 雷
(晉能控股煤業(yè)集團寺河煤礦,山西 晉城 048000)
在煤礦井下巷道掘進過程中,掘進機是非常重要的機械設(shè)備,而在掘進機中軸承發(fā)揮著非常重要的作用,其性能的優(yōu)劣直接決定掘進機的工作效率,為此需要對掘進機軸承的問題進行分析。以某掘進機軸承為研究對象,從而可以設(shè)計出掘進機軸承故障診斷系統(tǒng),同時對掘進機軸承故障進行診斷,這樣能夠有效地降低軸承故障率,優(yōu)化軸承的性能。
為了達到工業(yè)設(shè)備的智能化的需要,因此掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)必須實現(xiàn)診斷結(jié)果的可視化、檢測結(jié)果準確性、便于工作人員操作等功能。工作人員在進行系統(tǒng)操作時,都設(shè)定有相應(yīng)的權(quán)限,而普通用戶在進行操作系統(tǒng)時,僅僅能夠?qū)ο到y(tǒng)進行操作以及查看,而相應(yīng)的管理人員可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息錄入、處理數(shù)據(jù)以及傳輸信息、軸承故障診斷、修改參數(shù)、故障診斷操作記錄、查看故障等等功能[1-2]。該故障診斷系統(tǒng)包括:用戶注冊單元、用戶登錄單元、數(shù)據(jù)讀取單元、軸承故障診斷單元、操作記錄單元等。其中,數(shù)據(jù)讀取單元與數(shù)據(jù)讀取單元向匹配,數(shù)據(jù)處理時可以實現(xiàn)對相關(guān)性進行分析以及屬性簡約單元,軸承故障診斷可以與集成學習故障診斷以及相應(yīng)的非邏輯回歸故障診斷單元進行對應(yīng)。
經(jīng)過對掘進機軸承故障進行分析,同時依據(jù)軸承故障診斷需求問題,從而設(shè)計出如圖1所示的掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)控制單元。
通過分析圖1可以發(fā)現(xiàn),該掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)包括用戶注冊單元、數(shù)據(jù)讀取單元、軸承故障診斷單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、故障診斷操作單元等等。該系統(tǒng)能夠?qū)蜻M機軸承故障進行診斷,同時實現(xiàn)可視化操作。
圖1 掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)控制單元
掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)按照功能可以劃分為:數(shù)據(jù)展示與用戶操作層、業(yè)務(wù)模塊邏輯設(shè)計層、數(shù)據(jù)存儲和傳輸層等四層。其中在數(shù)據(jù)展示與用戶操作層設(shè)置了數(shù)據(jù)展示、用戶注冊以及相應(yīng)的用戶登錄等[3]。在業(yè)務(wù)模塊控制層中設(shè)置了用戶區(qū)分、功能分配、代碼調(diào)度。業(yè)務(wù)單元邏輯設(shè)計層設(shè)置了用戶管理、信息錄入以及處理單元、掘進機軸承故障診斷等。在數(shù)據(jù)存儲和傳輸層中設(shè)置有如下功能:實現(xiàn)用戶信息的記錄、記錄軸承故障診斷信息、對軸承故障診斷操作進行記錄。
通過分析掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)功能需求、功能單元以及相應(yīng)的設(shè)計總體方案,與此同時結(jié)合數(shù)值計算以及MATLAB、Visual Basic、Java等軟件進行分析和軸承故診斷系統(tǒng),進而設(shè)計出故障診斷系統(tǒng)人機登錄界面。
下頁圖2表示相應(yīng)的掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)人機登入頁面,通過分析該頁面可以發(fā)現(xiàn)其包括如下幾個操作按鈕:用戶注冊、用戶登錄、程序開始、程序暫停。在該界面新用戶可以進行登入注冊,以及能夠在登入界面進行系統(tǒng)登錄[4-5]。用戶可以通過操作開始與停止按鈕實現(xiàn)軸承故障診斷故障系統(tǒng)的運行與停頓操作。
圖2掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)人機操作界面情況圖
圖3 表示掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)故障選項介紹。通過分析圖3可以發(fā)現(xiàn),該系統(tǒng)主要包括如下幾個單元:故障現(xiàn)象、故障原因列表、故障排隊等。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)掘進機軸承故障主要表現(xiàn)為如下幾個方面:塑性變形、磨損、膠合、斷裂、疲勞剝落、銹蝕、電蝕等。
圖3 掘進機軸承診斷系統(tǒng)故障選項圖
為了便于更好地對掘進機故障診斷,通常可以加入可視化的操作,如圖4所示。通過分析圖4可以看出,該系統(tǒng)能夠錄入軸承數(shù)據(jù),同時該系統(tǒng)設(shè)置的軟件能夠?qū)?shù)據(jù)進行處理以及信息交互,進而該系統(tǒng)可以依據(jù)數(shù)據(jù)類型對不同的軸承故障進行診斷,接著經(jīng)過將處理之后的數(shù)據(jù)與圖片庫進行比較將軸承故障類型與圖片上傳可視化區(qū)域,從而實現(xiàn)故障可視化。與此同時,可以將軸承故障記憶在系統(tǒng)中,便于后續(xù)信息的查詢以及比較。
圖4 掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)故障診斷界面圖
由于當前在對掘進機軸承進行診斷的過程中表現(xiàn)出診斷難度大、診斷效率低以及不可可視化等缺點,因此以大數(shù)據(jù)、數(shù)值計算軟件以及編程軟件等設(shè)計掘進機軸承故障診斷系統(tǒng)。經(jīng)過實踐發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可以便捷、準確以及可視化的對掘進機軸承故障進行診斷,同時能夠方便發(fā)現(xiàn)軸承故障,極大地縮短了掘進機軸承故障維修時間,及時便于工作人員對軸承故障進行維護。