钢丝绳断丝损伤识别方法研究
发布时间：2021-08-04 15:26
钢丝绳作为矿井提升机的重要部件,在提升系统中发挥着重要的作用。由于长期处于高负荷状态,钢丝绳不可避免会出现磨损、变形甚至断丝,对煤矿安全存在潜在威胁。断丝作为钢丝绳损伤的典型形式,在钢丝绳运行状态检测中一直备受关注。因此,对钢丝绳进行断丝损伤检测研究,在保障提升系统安全运行方面有着重要意义。本文利用漏磁检测手段,进行钢丝绳断丝损伤检测理论、仿真和实验研究,主要研究内容有:首先,分析了钢丝绳结构和损伤形式,针对断丝损伤,确定了漏磁检测的总体方案。通过等效带偶极子模型对钢丝绳断丝损伤进行解析模型分析,仿真研究了断丝损伤程度和提离值变化对漏磁场的影响,发现径向分量的峰峰值会随着损伤程度的加深而变大;增大提离值,漏磁信号轴向和径向分量都会变小。其次,设计了钢丝绳断丝损伤检测实验系统。搭建了动态检测实验台,用可调式机架和电机控制系统模拟钢丝绳运行工况;设计了损伤漏磁信号检测装置,通过布置环形霍尔传感阵列,对轴向、径向和周向漏磁信号同时采集;开发了基于LabVIEW的上位机漏磁信号采集系统,对24通道漏磁信号进行高速数据采集和存储,并通过实验分析了不同断丝损伤程度对漏磁信号的影响。然后,研究了提升...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DC检测法示意图
图 2-1 煤矿提升机钢丝绳构成Figure 2-1 Composition of steel wire rope of coal mine hoist钢丝绳按照不同的方法具有不同的种类。（1）根据钢丝绳捻制的方向和捻法可以分为：按股捻制的方向——右向捻和左向捻；按钢丝绳捻法——交互捻（逆捻）和同向捻（顺捻）。（2）根据钢丝绳股内各层钢丝相互接触的状态又可以分为三类，第一类是点状态接触的钢丝绳，简称点接触钢丝绳，第二类是线接触钢丝绳（包括点线接触钢丝绳），第三类为面接触钢丝绳。漏磁检测会受到钢丝绳结构的影响。首先，是钢丝绳捻的方向对检测信号的影响。捻向可分为同向和反向，是相对绳股捻制的方向和钢丝的旋向是否相同而言，钢丝绳捻向为同向时，如果有断丝的情况发生，断丝处的产生的漏磁场相对较弱，经漏磁检测得到的漏磁信号的信噪比比较低；钢丝绳交互捻的情况下，漏磁场的强度和信噪比强度都会有所增加。其次，钢丝绳结构不同将导致损伤的类型和数量不同，总体而言，损伤的状态和钢丝的接触状态保持一致。一般来说，构成钢丝绳的钢丝直径不相同时，检
图 2-2 钢丝绳断丝实际损伤形态Figure 2-2 Real damage morphology of broken wire绳的磁化用优质碳素结构钢捻制而成，是一种结构复杂的铁磁性能，且磁化后具有一定的剩磁感应强度和矫顽力。正是的检测可以基于漏磁检测原理而展开研究[45]。煤矿提升机如图 2-3 所示[46]。0.511.52B-Hμ-H200400600800磁感应强度（T）MNN’M’μmax
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续可微阈值函数与尺度阈值的小波去噪[J]. 陈家益,战荫伟,曹会英,吴兴达,李小飞. 电子测量与仪器学报. 2018(10)
[2]基于主成分分析和BP神经网络的钢丝绳断丝定量检测方法[J]. 刘志怀,秦芳,刘娜,黄祖坤,刘学斌. 振动与冲击. 2018(18)
[3]钢丝绳探伤多回路励磁检测方法研究[J]. 田劼,周俊莹,王红尧,李栋鋆,程思棋,韩煦,吴淼. 矿业科学学报. 2018(02)
[4]基于粒子群优化的SVM供水管道泄漏诊断方法[J]. 王学渊,陈志刚,钟新荣,卢宁. 现代电子技术. 2018(07)
[5]基于提升小波的心电信号R波检测算法研究[J]. 王蔷薇,孙朋,庞宇,林金朝,周前能,李章勇,王伟,冉鹏. 生命科学仪器. 2015(Z1)
[6]基于弱磁的钢丝绳探伤技术研究[J]. 史荣,郭鹏,王劲东,王雷. 计量学报. 2014 (01)
[7]基于改进粒子群优化的SVM故障诊断方法[J]. 杨柳松,何光宇. 计算机工程. 2013(03)
[8]甘肃煤矿升井事故:钢丝绳牵系的生命[J]. 李艳. 安全与健康. 2012(21)
[9]基于霍尔阵列传感器的钢丝绳缺陷定量检测技术的研究[J]. 赵敏,张东来,周智慧. 无损检测. 2012(11)
[10]矿井提升钢丝绳霍尔元件检测法[J]. 高寒. 机械制造与自动化. 2012(01)
博士论文
[1]矿井提升钢丝绳的动态检测与故障诊断方法研究[D]. 赵志科.中国矿业大学 2018
[2]钢丝绳断丝损伤信号处理及定量识别方法研究[D]. 战卫侠.青岛理工大学 2013
[3]智能优化支持向量机预测算法及应用研究[D]. 陈其松.贵州大学 2009
[4]基于自适应提升小波的信号去噪技术研究[D]. 孙轶.中国科学技术大学 2008
[5]基于漏磁成像原理的钢丝绳局部缺陷定量检测技术研究[D]. 曹印妮.哈尔滨工业大学 2007
[6]钢丝绳磁性无损检测技术的评估方法及标准研究[D]. 陈厚桂.华中科技大学 2006
[7]钢丝绳力磁效应与疲劳损伤漏磁信号监测的研究[D]. 周强.武汉理工大学 2002
硕士论文
[1]漏磁检测永磁铁磁回路的数学模型研究[D]. 施瀚.沈阳工业大学 2017
[2]基于小波变换的矿井提升机钢丝绳故障识别研究[D]. 韩梦方.中国矿业大学 2016
[3]基于DSP的提升机钢丝绳损伤检测装置研究[D]. 孙佳胜.中国矿业大学 2015
[4]钢丝绳安全检测与诊断方法试验研究[D]. 关明.中国矿业大学 2014
[5]管道缺陷漏磁内检测装置设计及缺陷量化方法研究[D]. 李保东.中国石油大学(华东) 2014
[6]基于电磁法的钢丝绳无损检测技术的研究[D]. 李光远.北京邮电大学 2014
[7]长距离输油管道缺陷漏磁检测方法研究[D]. 赵勇.中国石油大学（华东） 2013
[8]钢丝绳断丝损伤定量识别关键技术研究[D]. 井陆阳.青岛理工大学 2012
[9]立式储罐壁板漏磁扫描检测方法研究[D]. 王学增.东北石油大学 2010
[10]基于弱磁的钢丝绳断丝检测磁特性研究分析[D]. 艾丽斯佳.武汉理工大学 2009
本文编号：3321946
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
DC检测法示意图
图 2-1 煤矿提升机钢丝绳构成Figure 2-1 Composition of steel wire rope of coal mine hoist钢丝绳按照不同的方法具有不同的种类。（1）根据钢丝绳捻制的方向和捻法可以分为：按股捻制的方向——右向捻和左向捻；按钢丝绳捻法——交互捻（逆捻）和同向捻（顺捻）。（2）根据钢丝绳股内各层钢丝相互接触的状态又可以分为三类，第一类是点状态接触的钢丝绳，简称点接触钢丝绳，第二类是线接触钢丝绳（包括点线接触钢丝绳），第三类为面接触钢丝绳。漏磁检测会受到钢丝绳结构的影响。首先，是钢丝绳捻的方向对检测信号的影响。捻向可分为同向和反向，是相对绳股捻制的方向和钢丝的旋向是否相同而言，钢丝绳捻向为同向时，如果有断丝的情况发生，断丝处的产生的漏磁场相对较弱，经漏磁检测得到的漏磁信号的信噪比比较低；钢丝绳交互捻的情况下，漏磁场的强度和信噪比强度都会有所增加。其次，钢丝绳结构不同将导致损伤的类型和数量不同，总体而言，损伤的状态和钢丝的接触状态保持一致。一般来说，构成钢丝绳的钢丝直径不相同时，检
图 2-2 钢丝绳断丝实际损伤形态Figure 2-2 Real damage morphology of broken wire绳的磁化用优质碳素结构钢捻制而成，是一种结构复杂的铁磁性能，且磁化后具有一定的剩磁感应强度和矫顽力。正是的检测可以基于漏磁检测原理而展开研究[45]。煤矿提升机如图 2-3 所示[46]。0.511.52B-Hμ-H200400600800磁感应强度（T）MNN’M’μmax
【参考文献】：
期刊论文
[1]连续可微阈值函数与尺度阈值的小波去噪[J]. 陈家益,战荫伟,曹会英,吴兴达,李小飞. 电子测量与仪器学报. 2018(10)
[2]基于主成分分析和BP神经网络的钢丝绳断丝定量检测方法[J]. 刘志怀,秦芳,刘娜,黄祖坤,刘学斌. 振动与冲击. 2018(18)
[3]钢丝绳探伤多回路励磁检测方法研究[J]. 田劼,周俊莹,王红尧,李栋鋆,程思棋,韩煦,吴淼. 矿业科学学报. 2018(02)
[4]基于粒子群优化的SVM供水管道泄漏诊断方法[J]. 王学渊,陈志刚,钟新荣,卢宁. 现代电子技术. 2018(07)
[5]基于提升小波的心电信号R波检测算法研究[J]. 王蔷薇,孙朋,庞宇,林金朝,周前能,李章勇,王伟,冉鹏. 生命科学仪器. 2015(Z1)
[6]基于弱磁的钢丝绳探伤技术研究[J]. 史荣,郭鹏,王劲东,王雷. 计量学报. 2014 (01)
[7]基于改进粒子群优化的SVM故障诊断方法[J]. 杨柳松,何光宇. 计算机工程. 2013(03)
[8]甘肃煤矿升井事故:钢丝绳牵系的生命[J]. 李艳. 安全与健康. 2012(21)
[9]基于霍尔阵列传感器的钢丝绳缺陷定量检测技术的研究[J]. 赵敏,张东来,周智慧. 无损检测. 2012(11)
[10]矿井提升钢丝绳霍尔元件检测法[J]. 高寒. 机械制造与自动化. 2012(01)
博士论文
[1]矿井提升钢丝绳的动态检测与故障诊断方法研究[D]. 赵志科.中国矿业大学 2018
[2]钢丝绳断丝损伤信号处理及定量识别方法研究[D]. 战卫侠.青岛理工大学 2013
[3]智能优化支持向量机预测算法及应用研究[D]. 陈其松.贵州大学 2009
[4]基于自适应提升小波的信号去噪技术研究[D]. 孙轶.中国科学技术大学 2008
[5]基于漏磁成像原理的钢丝绳局部缺陷定量检测技术研究[D]. 曹印妮.哈尔滨工业大学 2007
[6]钢丝绳磁性无损检测技术的评估方法及标准研究[D]. 陈厚桂.华中科技大学 2006
[7]钢丝绳力磁效应与疲劳损伤漏磁信号监测的研究[D]. 周强.武汉理工大学 2002
硕士论文
[1]漏磁检测永磁铁磁回路的数学模型研究[D]. 施瀚.沈阳工业大学 2017
[2]基于小波变换的矿井提升机钢丝绳故障识别研究[D]. 韩梦方.中国矿业大学 2016
[3]基于DSP的提升机钢丝绳损伤检测装置研究[D]. 孙佳胜.中国矿业大学 2015
[4]钢丝绳安全检测与诊断方法试验研究[D]. 关明.中国矿业大学 2014
[5]管道缺陷漏磁内检测装置设计及缺陷量化方法研究[D]. 李保东.中国石油大学(华东) 2014
[6]基于电磁法的钢丝绳无损检测技术的研究[D]. 李光远.北京邮电大学 2014
[7]长距离输油管道缺陷漏磁检测方法研究[D]. 赵勇.中国石油大学（华东） 2013
[8]钢丝绳断丝损伤定量识别关键技术研究[D]. 井陆阳.青岛理工大学 2012
[9]立式储罐壁板漏磁扫描检测方法研究[D]. 王学增.东北石油大学 2010
[10]基于弱磁的钢丝绳断丝检测磁特性研究分析[D]. 艾丽斯佳.武汉理工大学 2009
本文编号：3321946
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