采煤机潜在故障预测和可靠性分析

发布时间：2017-10-18 14:35

  本文关键词：采煤机潜在故障预测和可靠性分析

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【摘要】：采煤机承担着从煤壁割煤,装煤的任务,是综采工作面的关键核心设备。在矿井高产高效大型化集约化的发展趋势下,对采煤机的稳定、安全、低故障运行提出了更高的要求,采煤机工作环境煤尘多、阻力大、震动强烈,对采煤机的可靠性分析显得尤为重要。目前关于采煤机可靠性研究多集中在采零件、部件、子系统方面的分析,对于采煤机运行过程的可靠性分析较少。本论文在对神华神东煤炭集团公司提供的采煤机多年的故障资料展开数据挖掘、分析的基础上,得到了采煤机各部常见的故障类型,故障停机时间,并追踪到各型采煤机从投入使用到报废的所有故障数据。针对采煤机截割部常见的故障,采用FTA求得导致截割系统常见故障的底事件,应用FMEA对这些引发截割系统的潜在故障的因素加以分析。在恒定运行条件下,以采煤机从投入使用到第一次大修为时间段,将采煤机的运行过程划分为四个状态,研究采煤机在不同阶段的性能劣化规律,辨识采煤机运行的可靠性临界状态,分析、评估和预计采煤机整机可靠性。在考虑维修作用的情况下,以半马尔可夫模型对采煤机运行过程进行建模,统计一个大修周期内各型采煤机可靠性状态的转移,计算采煤机不同状态下的过煤量,研究不同可靠性状态之间的转移概率,推断相同可靠性状态下过煤量分布函数。在可变运行状态下,以采煤机中部进刀割煤为例,将运行过程定义为六个状态。分析不同运行状态对采煤机结构可靠性及子系统、组件性能的影响。对采煤机运行过程可靠性的研究,将为企业制定设备检修、维护计划提供参考,为采煤机制定合理的项修和大修提供依据。
【关键词】：采煤机可靠性 故障停机时间 多状态 半马尔可夫 恒定运行条件 可变运行条件
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD421.6
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 选题的背景、目的及意义10-12
• 1.1.1 选题的背景10-11
• 1.1.2 选题目的及意义11-12
• 1.2 国内外采煤机可靠性技术研究12-21
• 1.2.1 采煤机可靠性技术研究历程12-17
• 1.2.2 采煤机可靠性领域研究综述17-20
• 1.2.3 当前采煤机可靠性研究中存在的问题20-21
• 1.3 本文主要研究内容21-24
• 第二章 采煤机故障统计及结构分析24-38
• 2.1 煤矿机电设备故障现状分析24
• 2.2 采煤机潜在故障的定义及分类24-25
• 2.3 滚筒采煤机结构分析25-29
• 2.3.1 采煤机截割系统结构分析26
• 2.3.2 采煤机牵引系统结构分析26-27
• 2.3.3 采煤机液压控制系统27
• 2.3.4 采煤机电气控制系统结构分析27-28
• 2.3.5 采煤机辅助装置28-29
• 2.4 采煤机各部件故障停机时间统计29-33
• 2.4.1 采煤机各部件故障停机时间统计表29-32
• 2.4.2 采煤机故障数据分析32-33
• 2.5 采煤机各部件常见故障汇总33-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第三章 基于FTA和FMEA采煤机截割部潜在故障预测38-62
• 3.1 采煤机截割部常见故障FTA分析38-45
• 3.2 截割部故障底事件分析45-48
• 3.2.1 求解采煤机常见故障的最小割集45-46
• 3.2.2 各类故障底事件汇总及分析46-48
• 3.3 采煤机截割部FMEA工作开展48-59
• 3.3.1 采煤机制造企业实施FMEA目的48
• 3.3.2 采煤机制造企业FMEA分类及FMEA基础规则和流程48-50
• 3.3.3 采煤机FMEA工作表设计50-59
• 3.4 本章小结59-62
• 第四章 包含退化组件的采煤机多状态可靠性建模与分析62-72
• 4.1 包含退化组件的多状态机械系统可靠性理论62-64
• 4.1.1 退化组件理论62
• 4.1.2 多状态机械系统可靠性理论62-64
• 4.2 采煤机运行状态的划分64-66
• 4.2.1 采煤机运行状态划分的依据64-65
• 4.2.2 采煤机运行状态划分的过程及结果65-66
• 4.3 采煤机可靠性建模及分析66-71
• 4.3.1 采煤机可靠性框图66
• 4.3.2 可靠性分布函数类型的选择66-67
• 4.3.3 采煤机各子系统不同状态下可靠性建模67-69
• 4.3.4 采煤机多状态下的可靠性分析69-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 采煤机运行过程的可靠性建模72-106
• 5.1 采煤机可靠性研究内容72-73
• 5.2 可靠性数据的选择73-74
• 5.2.1 开展可靠性分析普遍采用的数据类型73-74
• 5.2.2 采用故障停机时间进行可靠性分析的合理性74
• 5.3 运行过程建模所用可靠性模型的选择74-75
• 5.4 机械系统运行过程的半马尔可夫模型75-83
• 5.4.1 半马尔可夫模型描述机械运行过程的合理性75-76
• 5.4.2 机械系统运行过程的半马尔可夫模型76-77
• 5.4.3 机械系统运行过程的统计推断77-83
• 5.5 各型采煤机一个大修周期内状态转移统计83-91
• 5.5.1 各型采煤机一个大修周期内故障统计83-88
• 5.5.2 采煤机运行状态划分依据88
• 5.5.3 各型采煤机状态转移及各状态停留时间统计88-91
• 5.6 采煤机运行过程建模及可靠性分析91-104
• 5.6.1 各型采煤机不同状态下过煤量统计91-93
• 5.6.2 用以推断采煤机运行过程未知参数的数据收集93-95
• 5.6.3 采煤机运行过程参数的估计95-99
• 5.6.4 识别采煤机各运行状态下过煤量的分布函数99-101
• 5.6.5 采煤机运行过程的预计101-104
• 5.7 本章小结104-106
• 第六章 可变运行条件下的采煤机多状态可靠性分析106-126
• 6.1 可变运行条件下多状态机械系统的可靠性理论106-108
• 6.2 采煤机运行状态划分108-110
• 6.3 不同运行条件下的可靠性分析110-125
• 6.3.1 不同运行状态下的可靠性结构图110-111
• 6.3.2 采煤机运行状态z1下的可靠性分析111-113
• 6.3.3 采煤机运行状态z2下的可靠性分析113-115
• 6.3.4 采煤机运行状态z3下的可靠性分析115-119
• 6.3.5 采煤机运行状态z4下的可靠性分析119-122
• 6.3.6 采煤机运行状态z5下的可靠性分析122-125
• 6.4 本章小结125-126
• 第七章 结论与展望126-128
• 7.1 主要结论126-127
• 7.2 工作展望127-128
• 参考文献128-134
• 致谢134-136
• 攻读学位期间发表的学术论文与参加的科研项目136

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本文编号：1055472