[发明专利]一种采煤机减速器润滑油状态监测与故障诊断系统及方法

说明书

本发明提供一种采煤机减速器润滑油状态监测与故障诊断系统及方法，涉及状态监测与故障诊断技术领域。本发明数据包括数据采集系统以及计算机软件系统；所述计算机软件系统包括数据处理系统、结果判断系统、综合分析系统、剩余寿命估算系统以及结果整合输出及储存系统，可实时向操作人员反馈采煤机减速器润滑油各种参数、各零件健康状态、剩余寿命以及故障信息等，能及时准确地完成诊断工作，降低了人工参与度与设备停机时间，提高了采煤机经济效应及自动化程度，为智能化矿山发展提供了保证。

技术领域

本发明涉及状态监测与故障诊断技术领域，尤其涉及一种采煤机减速器润滑油状态监测与故障诊断系统及方法。

背景技术

传统采煤方法已逐步被淘汰，智能化综合采煤技术已变得越来越先进，但由于某些方面技术限制导致采煤机减速器状态监测与故障诊断必须人工直接参与，这就使得实现“无人矿山”变得更加困难。由于采煤机工作面比较危险，人工直接参与会导致一定的安全隐患，同时由于井下环境复杂，凭借人工完成状态监测与故障诊断有时是十分困难。再者，人工故障诊断过程需要停机，将导致煤炭产量的减少。实际表明，机械零部件在整个使用过程中其润滑油温度、粘度、油液颗粒数及粒度分布、酸/碱PH值等各种特征将出现阶段性的变化，所以通过监测润滑油各种特征能间接得知设备、装置以及零部件健康情况。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种采煤机减速器润滑油状态监测与故障诊断系统及方法，通过在采煤机减速器内部安装油液监测装置，实时向计算机反馈监测结果，实现润滑油状态的实时监测，并将监测结果输入到故障诊断系统中，将监测数据通过一系列处理最终通过与预先输入的数据进行比对后，输出诊断结果，实现采煤机减速器润滑油液的无人化实时在线监测与故障诊断。

本发明的技术方案为，

一方面，一种采煤机减速器润滑油状态监测与故障诊断系统，包括数据采集系统以及计算机软件系统；所述计算机软件系统包括数据处理系统、结果判断系统、综合分析系统、剩余寿命估算系统以及结果整合输出及储存系统。

所述数据采集系统包括润滑油温度传感器、粘度计、油液颗粒传感器、颗粒粒度分析仪及酸碱PH值传感器，其中颗粒粒度分析仪安装于减速器油箱侧面油液液面中部，两侧各一个、油液颗粒传感器安装于齿轮啮合处下方油箱地面1/3液面高度处、酸碱PH值传感器与粘度计置于低速级齿轮下方油液液面以下、温度传感器安装于各齿轮及齿轮啮合处下方油液液面以下，以上各传感器嵌入减速器油箱内部,用于对采煤机减速器内润滑油的温度、粘度、颗粒数、颗粒分布及PH值进行实时监测，数据采集系统输出端通过数据线连接至计算机，输入至数据处理系统；

所述数据处理系统包括第一数据处理系统以及第二数据处理系统，第一数据处理系统接收数据采集系统传回的数据，对数据进行滤波、整流、分类、放大、缺失值处理、平滑滤波、数据的分组、基本描述统计量的计算处理得到油液温度、粘度、油液颗粒数、酸/碱PH值实时数值r₁、r₂、r₃、r₄；

所述第二数据处理系统用于重新进行数据滤波、整流、分类、放大、缺失值处理、平滑滤波、数据的分组、基本描述统计量的计算以及参数r₁、r₂、r₃、r₄关联分析、异常分析和特异群组分析；

所述数据处理系统输出数据传输至结果判断系统；所述结果判断系统用于判断油液各参数是否正常，判断油液各参数是否需要复检，判断减速器是否发生故障；结果判断系统输出数据传输至综合分析系统；

所述综合分析系统用于完成基本统计图形的绘制、数据的正态化处理及数据追踪工作，结合人工输入的数据以及设备运行过程系统储存的历史数据对监测结果进行实时综合分析，通过各零部件处润滑油参数数据利用故障树模型确定零件综合数值，判断采煤机减速器零部件是否发生故障；