[发明专利]三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法

摘要

一种三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法，属于动筛故障诊断方法。该动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器、激光多普勒测速法测出煤块从动筛下落对缓冲板的冲击力度、煤块撞击缓冲板后的起跳速度、起跳高度作为动筛故障诊断的特征；三维建模分析煤块的下落过程，煤块对缓冲板的撞击力度P、煤块弹跳初速度v₀、煤块上升位移h这三个参数，根据这三种信号的特征确定煤块的横截面积，与非故障筛孔的横截面积进行对比，并计算出煤块的横截面积与厚度；间接测量煤块粒度对动筛故障进行诊断。优点：本发明将煤块对缓冲板的撞击力度、煤块弹跳初速度、煤块上升位移这三个参数，准确确定煤块的最大横截面积和厚度，准确、快速、简单的监测出筛板的故障。

主权项

1.一种三维建模中煤块粒度分析的动筛故障诊断方法，其特征是：该动筛故障诊断方法，通过冲击力传感器、激光多普勒测速法测出煤块从动筛下落对缓冲板的冲击力度、煤块撞击缓冲板后的起跳速度、起跳高度作为动筛故障诊断的特征；三维建模分析煤块的下落过程，煤块对缓冲板的撞击力度P、煤块弹跳初速度v₀、煤块上升位移h这三个参数，根据这三种信号的特征确定煤块的横截面积，与非故障筛孔的横截面积进行对比，并计算出煤块的横截面积与厚度；间接测量煤块粒度对动筛故障进行诊断；将煤块的建模成椭圆柱体，并假定其长半径为A，短半径为B，厚度为C，其密度为ρ_coal；同时，假定振动筛距缓冲板的高度为H，空气的阻力系数和密度分别为ζ和ρ_air；没有特别说明的情况下，以上符号单位均采用国际主单位；具体步骤如下：（1）在缓冲板上密集安装冲击力传感器以及在缓冲板与筛板之间安装激光多普勒测速仪，通过冲击力传感器与激光多普勒测速仪测定煤块从筛板下落撞击到缓冲板后，获得煤块对缓冲板的撞击力度、煤块弹跳初速度、煤块上升位移这三个参数；对特征参数进行周期性监测与设定冲击力门限值检测；（2）计算煤块的最大横截面积与煤块的厚度首先，对煤块从筛板下落撞击到缓冲板的冲击力进行分析；根据煤块撞击缓冲板的数据分析，煤块对缓冲板的冲击力可以表示为：P=2.108×m23·λ25·H35---(1)]]>式中，λ为拉梅常数，通常取10⁶N/m²，H为自由落体的高度即为动筛距缓冲板的高度，P为冲击力传感器测得的煤块从筛板下落撞击到缓冲板的冲击力，m为煤块质量，可以用（2）式计算：m=ρcoalV=ρcoalSmax·C---(2)]]>式中，S_max为假设模型中的最大横截面积，可以近似表示为S_max＝πAB；将(2)式代入（1）式可得：P=2.108×(ρcoalSmax×C)23·λ25·H35---(3)]]>其次，对煤块撞击后弹起的过程进行分析；根据能量守恒定律可列出：12mv02=f·h+mgh---(4)]]>式中，v₀为煤块撞击到缓冲板后的起跳速度，f为空气的阻力，h为上升位移，g为9.8m/s²；空气中的阻力可以表示为：f=ζρair·vr22·Smax---(5)]]>式中，v_r为每块与空气的相对速度，当空气静止时，v_r可近似为ζ为空气的阻力系数，为常数；由式(2)(4)(5)可以得到：ρcoal·v022Smax·C=ζρair·v028·Smax·h+ρcoalghSmax·C---(6)]]>最后，将式(3)(6)联立可求出煤块的最大横截面积S_max与煤块的厚度C；最大横截面积S_max：Smax=(P2.018)32·1ζρair·(1H32λ)35(4v02-8ghhv02)]]>（3）对比计算出的煤块最大横截面积S_max和筛面处于正常状态时筛孔的面积，确定筛板的故障状态。