一种基于威布尔分析模型的动筛故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种基于威布尔分析模型的动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器采集从动筛板下落的煤块对缓冲板的冲击力度，计算出动筛板正常时透过动筛板的煤块量占试样总量的比重范围，即煤块粒度分布范围；在时间段t内分析煤块下落的过程，根据冲击力传感器采集的总冲击力P，计算出时间段t内动筛板下落煤块的总量占试样总量的比重与动筛板正常时比重范围进行对比，从而测量下落煤块总量对动筛故障进行诊断。本发明仅采用煤块对缓冲板的冲击力度即可对动筛故障进行诊断，可粗略测算动筛板损坏程度，实现简单，精度较高，而且不依赖于应用场景，提高了选煤厂的经济效益与智能监管水平。

主权项

一种基于威布尔分析模型的动筛故障诊断方法，其特征在于：该动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器采集从动筛板下落的煤块对缓冲板的冲击力度，计算出动筛板正常时透过动筛板的煤块量占试样总量的比重范围，即煤块粒度分布范围；在时间段t内分析煤块下落的过程，根据冲击力传感器采集的总冲击力P，计算出时间段t内动筛板下落煤块的总量占试样总量的比重与动筛板正常时比重范围进行对比，从而测量下落煤块总量对动筛故障进行诊断：假设圆孔动筛板的孔径为d，煤块破碎切割方法的参数记为λ，根据动筛板布置的冲击力传感器个数为n，在时间段t内，第i个传感器采集的冲击力累积量为f_i，所有冲击力传感器采集的总冲击力为P，没有特殊说明的情况下，以上符号单位均采用国际主单位：动筛故障诊断方法的具体步骤如下：(1)、在缓冲板上安装n个冲击力传感器，测出煤块下落时对缓冲板的冲击力度；设定冲击力下限为a；记录动筛板孔径大小d与煤岩切割方法的参数ξ；对冲击力度进行周期性检测；(2)、计算煤块粒度分布首先，根据威布尔分布模型计算当前动筛板下落的煤块粒度分布，见公式(1)：W＝1‑exp(‑ξd^b)   (1)，上式中，b为破碎特性指数，取0.4—1.3；煤块粒度分布W也为透过直径d动筛板的煤块量在试样总量中的占比，见公式(2)：在时间段t内，n个冲击力传感器的总和为：$P=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{f}_i---\left(3\right),$根据煤块撞击缓冲板的数据分析，煤块对缓冲板的冲击力见公式(4)：$F=2.108\times m^{\frac{2}{3}}·{\lambda }^{\frac{2}{5}}·H^{\frac{3}{5}}---\left(4\right),$上式中，λ为拉梅常数，为10⁶N/m²，H为煤块自由落体的高度，即为动筛板距缓冲板的高度，f为从动筛板下落的煤块对缓冲板的冲击力，m为煤块质量；将第i个冲击力传感器测量的冲击力设为f_i，相应的煤块质量为m_i，从动筛板总下落煤块质量为M_下落，即公式(5)：由公式(3)、(4)和(5)可得公式(6)，煤块粒度分布满足的威布尔分布W为固定值，若每次下落到动筛板的煤块总质量M_总不变，则从动筛板下落到缓冲板上的煤块总质量M_下落不变，但是实际测量过程中，根据公式(6)测得的M_下落是变化的，由于M_总不变，M_下落的变化值转化为威布尔分布范围[W_L,W_H]，即M_下落取最小值时，则得到W_L，M_下落取最大值时，则得到W_H；(3)、动筛故障诊断：在煤岩切割方法和参数不变的条件下，根据公式(1)得到煤块粒度分布满足的威布尔分布W的值不变，但是由公式(2)、(6)计算得到的W值不在动筛板无损时煤岩切割后煤块粒度分布范围[W_L,W_H]内，则可判定动筛板出现故障。