桥式起重机起升机构故障分析及其监测平台研究
发布时间：2022-01-12 13:25
本文针对桥式起重机的起升机构故障,基于故障树分析法（Fault Tree Analysis,简称FTA）实现了起升机构中主要零部件故障的定性、定量分析,完成了故障诊断专家系统的知识库的建立及推理机的推理流程的设计;以减速器滚动轴承为研究对象,对变分模态分解（Variational Mode Decomposition,简称VMD）进行改进,实现了滚动轴承的故障识别;将以上研究工作架构于B/S结构中,搭建了桥式起重机起升机构故障监测平台。主要的研究内容如下:（1）基于行业需求及研究要求,分析了故障诊断以及故障监测的国内外研究现状与发展,提出了解决桥式起重机起升机构故障的具体解决流程与思路。（2）分析了桥式起重机起升机构的主要故障,基于FTA法建立了相关故障树,完成了起升机构中吊索具装置、制动器、减速器和电气系统等故障的定性、定量分析以及故障诊断专家系统的知识库、推理机的设计。（3）详细阐述了减速器滚动轴承的结构与故障振动机理,针对VMD在使用时受人为因素影响较大,采用小生境遗传算法（Niche Genetic Algorithm,简称NGA）进行优化,提出了NGA-VMD算法,并结合支持...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥式起重机Fig.1-1Bridgecrane
中北大学学位论文2在我国的工业发展进程中桥式起重机有着非常重要的地位，并且使用占比越来越大，再加上部分企业在设备维修与保养上的疏忽及恶劣的使用场合，导致起重机机械故障频发，由此造成的生产安全事故也逐渐增多。为减少安全事故的发生，保障人身安全，使生产的正常有序进行，在使用起重机时需要充分了解其故障类型，做到故障实时监测显得尤为重要。因此，桥式起重故障分析与监测等研究已成为学者们关注的热点。1.1.2研究意义伴随现代社会与科学技术的不断发展，起重机的机械化的程度也得到很大提升。然而随着起重机械在各作业区的使用率增加，起吊物料重量不断增大，起重机在工作时的受力也越来越大，加上我国目前还处于发展阶段，国内使用的桥式起重机大多数安全装置不全面、可靠性较差，故障监测与诊断手段也较落后。部分起重机械企业仍然采用传统的“定期保养,事后维修”制度，从工人到企业整体安全意识薄弱，这些因素综合在一起大幅度地增加了桥式起重机的故障发生率，这对起重机使用安全性能提出了更高、更严格要求[5]。据国家安全生产监督管理总局网站统计：2009年至2018年，全国特种设备事故死亡率逐年降低，2018年，全国发生特种设备事故和相关事故与2017年相比降幅为7.98%，特种设备死亡率也在逐年下降，具体如图1-2所示[6]。2018年全年特种设备安全形势总体趋于平稳，虽未发生重特大安全事故，但在特种设备工伤事故中起重设备引起的事故比重依然高达35.66%。图1-22009-2018年全国特种设备故障造成死亡率情况Fig.1-2MortalitycausedbymalfunctionofspecialequipmentinChinafrom2009to2018
中北大学学位论文102起升机构故障类型及分析2.1起升机构简介起升机构是桥式起重机起重小车的重要组成部分，组成在大体上是可视为一个完整的传动系统，该部分是否正常运作将会直接影响到物料的搬运效率[25]。起升机构简图如图2-1所示。图2-1起升机构简图Fig.2-1Schematicdiagramofliftingmechanism通过计算选取所需的起升机构各部件进行装配，并固定在对应型号的小车架上组成起重小车，当小车工作时会通过小车运行机构实现沿主梁的水平运动。电动机作为驱动装置，为起升机构的正常运行提供动力，动力通过联轴器、减速器等零部件组成的传动装置进行传递[26]。卷筒、滑轮组和钢丝绳等组成卷绕系统，当动力到达卷筒系统后会作用在不同类型的取物装置上，克服物料的重量、摩擦等阻力实现升降。在小车工作过程中为使起吊物准确停在指定位置或遇到突然断电等突发情况，可采用制动装置实现小车的制动。通常起升机构上还会安装高度、重量等不同类型限位器及减震缓冲装置作为安全保护装置，以保证设备正常安全地运行。
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥式起重机常见故障及维修保养措施[J]. 刘丽丽,李晓芦. 设备管理与维修. 2019(24)
[2]旋转机械振动管理专家系统应用[J]. 胥佳瑞,崔彦亭,邓爱祥,吴韬. 机电信息. 2019(33)
[3]减速器的常见故障与维护方法研究[J]. 白晨媛. 内燃机与配件. 2019(21)
[4]量子遗传算法和模糊神经网络结合的预测模型[J]. 张坤,杨艳明,郑伟,高晓红. 统计与决策. 2019(12)
[5]大吨位桥式起重机起升机构的设计特点[J]. 张宏,陶元芳. 机械工程与自动化. 2019(03)
[6]国家市场监督管理总局关于2018年全国特种设备安全状况情况的通报[J]. 中国特种设备安全. 2019(04)
[7]通用机械设备的维修及保养策略[J]. 毕琳. 冶金与材料. 2019(01)
[8]起重机吊钩吊物坠落事故的故障树分析[J]. 陈娟. 中国设备工程. 2018(23)
[9]基于VMD-HMM的滚动轴承磨损状态识别[J]. 李奕江,张金萍,李允公. 振动与冲击. 2018(21)
[10]浅谈桥式起重机电气控制系统设计[J]. 李海明. 中国战略新兴产业. 2018(32)
博士论文
[1]基于机器学习的认知无线网络接入与资源分配技术研究[D]. 乔木.国防科技大学 2018
[2]基于支持向量机的旋转机械故障诊断与预测方法研究[D]. 朱霄珣.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]智能化实验设备管理系统研制[D]. 纪言.南京邮电大学 2019
[2]基于云通信的门式起重机安全监测系统设计[D]. 王诗涵.大连理工大学 2019
[3]核电站环行起重机机构可靠性分析[D]. 刘诗梵.大连理工大学 2018
[4]液压故障模拟试验台测控系统开发[D]. 纪志勇.燕山大学 2018
[5]桥式起重机起升系统动力学建模及仿真[D]. 杨宗儒.武汉理工大学 2018
[6]桥式起重机故障分析与故障率预测方法研究[D]. 宋银芳.安徽理工大学 2016
[7]基于动力学建模与MEMS技术的起重机制动下滑量检测系统研制[D]. 王鹏飞.东南大学 2016
[8]大型同步发电机气隙远程监测与分析[D]. 吴越.华中科技大学 2015
[9]基于模糊聚类方法的故障诊断算法研究[D]. 马增涛.青岛大学 2014
[10]基于IOT技术的DYJ900运架一体机监控系统应用层设计及实现[D]. 郭倩倩.郑州大学 2014
本文编号：3584851
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桥式起重机Fig.1-1Bridgecrane
中北大学学位论文2在我国的工业发展进程中桥式起重机有着非常重要的地位，并且使用占比越来越大，再加上部分企业在设备维修与保养上的疏忽及恶劣的使用场合，导致起重机机械故障频发，由此造成的生产安全事故也逐渐增多。为减少安全事故的发生，保障人身安全，使生产的正常有序进行，在使用起重机时需要充分了解其故障类型，做到故障实时监测显得尤为重要。因此，桥式起重故障分析与监测等研究已成为学者们关注的热点。1.1.2研究意义伴随现代社会与科学技术的不断发展，起重机的机械化的程度也得到很大提升。然而随着起重机械在各作业区的使用率增加，起吊物料重量不断增大，起重机在工作时的受力也越来越大，加上我国目前还处于发展阶段，国内使用的桥式起重机大多数安全装置不全面、可靠性较差，故障监测与诊断手段也较落后。部分起重机械企业仍然采用传统的“定期保养,事后维修”制度，从工人到企业整体安全意识薄弱，这些因素综合在一起大幅度地增加了桥式起重机的故障发生率，这对起重机使用安全性能提出了更高、更严格要求[5]。据国家安全生产监督管理总局网站统计：2009年至2018年，全国特种设备事故死亡率逐年降低，2018年，全国发生特种设备事故和相关事故与2017年相比降幅为7.98%，特种设备死亡率也在逐年下降，具体如图1-2所示[6]。2018年全年特种设备安全形势总体趋于平稳，虽未发生重特大安全事故，但在特种设备工伤事故中起重设备引起的事故比重依然高达35.66%。图1-22009-2018年全国特种设备故障造成死亡率情况Fig.1-2MortalitycausedbymalfunctionofspecialequipmentinChinafrom2009to2018
中北大学学位论文102起升机构故障类型及分析2.1起升机构简介起升机构是桥式起重机起重小车的重要组成部分，组成在大体上是可视为一个完整的传动系统，该部分是否正常运作将会直接影响到物料的搬运效率[25]。起升机构简图如图2-1所示。图2-1起升机构简图Fig.2-1Schematicdiagramofliftingmechanism通过计算选取所需的起升机构各部件进行装配，并固定在对应型号的小车架上组成起重小车，当小车工作时会通过小车运行机构实现沿主梁的水平运动。电动机作为驱动装置，为起升机构的正常运行提供动力，动力通过联轴器、减速器等零部件组成的传动装置进行传递[26]。卷筒、滑轮组和钢丝绳等组成卷绕系统，当动力到达卷筒系统后会作用在不同类型的取物装置上，克服物料的重量、摩擦等阻力实现升降。在小车工作过程中为使起吊物准确停在指定位置或遇到突然断电等突发情况，可采用制动装置实现小车的制动。通常起升机构上还会安装高度、重量等不同类型限位器及减震缓冲装置作为安全保护装置，以保证设备正常安全地运行。
【参考文献】：
期刊论文
[1]桥式起重机常见故障及维修保养措施[J]. 刘丽丽,李晓芦. 设备管理与维修. 2019(24)
[2]旋转机械振动管理专家系统应用[J]. 胥佳瑞,崔彦亭,邓爱祥,吴韬. 机电信息. 2019(33)
[3]减速器的常见故障与维护方法研究[J]. 白晨媛. 内燃机与配件. 2019(21)
[4]量子遗传算法和模糊神经网络结合的预测模型[J]. 张坤,杨艳明,郑伟,高晓红. 统计与决策. 2019(12)
[5]大吨位桥式起重机起升机构的设计特点[J]. 张宏,陶元芳. 机械工程与自动化. 2019(03)
[6]国家市场监督管理总局关于2018年全国特种设备安全状况情况的通报[J]. 中国特种设备安全. 2019(04)
[7]通用机械设备的维修及保养策略[J]. 毕琳. 冶金与材料. 2019(01)
[8]起重机吊钩吊物坠落事故的故障树分析[J]. 陈娟. 中国设备工程. 2018(23)
[9]基于VMD-HMM的滚动轴承磨损状态识别[J]. 李奕江,张金萍,李允公. 振动与冲击. 2018(21)
[10]浅谈桥式起重机电气控制系统设计[J]. 李海明. 中国战略新兴产业. 2018(32)
博士论文
[1]基于机器学习的认知无线网络接入与资源分配技术研究[D]. 乔木.国防科技大学 2018
[2]基于支持向量机的旋转机械故障诊断与预测方法研究[D]. 朱霄珣.华北电力大学 2013
硕士论文
[1]智能化实验设备管理系统研制[D]. 纪言.南京邮电大学 2019
[2]基于云通信的门式起重机安全监测系统设计[D]. 王诗涵.大连理工大学 2019
[3]核电站环行起重机机构可靠性分析[D]. 刘诗梵.大连理工大学 2018
[4]液压故障模拟试验台测控系统开发[D]. 纪志勇.燕山大学 2018
[5]桥式起重机起升系统动力学建模及仿真[D]. 杨宗儒.武汉理工大学 2018
[6]桥式起重机故障分析与故障率预测方法研究[D]. 宋银芳.安徽理工大学 2016
[7]基于动力学建模与MEMS技术的起重机制动下滑量检测系统研制[D]. 王鹏飞.东南大学 2016
[8]大型同步发电机气隙远程监测与分析[D]. 吴越.华中科技大学 2015
[9]基于模糊聚类方法的故障诊断算法研究[D]. 马增涛.青岛大学 2014
[10]基于IOT技术的DYJ900运架一体机监控系统应用层设计及实现[D]. 郭倩倩.郑州大学 2014
本文编号：3584851
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