煤矿带式输送机电机振动故障分析及处理方法

煤矿带式输送机电机振动故障分析及处理方法摘要：由于煤矿开采环境复杂，带式输送机电机易出现振动故障用本文针对振动故障原理进行分析，并提出加用配重试块、加强清灰处理、注重动平衡校准三项解决对策，降低振动故障率用中国报告大厅网公布数据显示：我国带式输送机使用领域扩张开2023年输送机械行业市场规模大约530亿元带式输送机占比高达53.98%表明该机械设备发挥着关键作用而煤矿物料载运项目中开为优化带式输送机电机运行性能开应对常见振动故障精准排查制定科学的振动故障应对计划提升煤炭运输效率降低输送机维修成本促进煤炭生产快速发展用带式输送机在露天煤矿生产运输中属于常用机械设备主要通过无极挠性输送带完成物料载运因设备配有持续运输系统用可在多个串联原件配合下高效运输相比其他输送机具备安全性好、成本低、运行可靠性强、载运行为灵活等特性用随着带式输送机在煤矿物料载运中应用开电机振动故障问题随之增多导致物料载运位置不准确等情况影响煤矿生产运行州主要原因为重心偏差导致不平衡力平行不对中如图1所示用一般在电机转子运行阶段可能因转子误差(装配误差、制造误差等)产生不平衡力经过持续运行无法保持原有性能开引发振动故障影响物料载运工作电机转子不平衡所致振动故障常见径向振动情况即水平与垂直振动相位差达到90°、振动稳定、水平向振动幅值偏大、转速频率与振动频率一致都将出现不平衡力用在分析故障原理时可参照下列公式从多方向下转子旋转离心力变化规律中了解不平衡力用尼系数K₂、K₁分别表示垂直向、水平向刚度系数带式输送机相关元件(输送带、托辊等)长期运行中容易出现损耗可能对原有运行路径带来干扰导致电机转子系统运行偏差随即引发振动故障特别是在温差影响下开输送带等元件将改变张紧力(低温收缩变大高温膨胀变小)开在跑偏现象下加剧振动故障发生风险¹用相比上述不平衡力所致振动故障开该原因下诱发的振动故障占比低于50%用2煤矿带式输送机电机振动故障表现煤矿带式输送机电机振动故障从现实角度关注故障表现开能从中找到故障应对思路用此次研究以额定转速1491r/min额定频率50Hz的YKK450-4电机型号的带式输送机为例该设备运行期间开减速带输入与输出转速各自为1500r/min46.84r/min#该设备电机运行期间开处于静态平衡状态产生的离心力若无法与振动所致惯性力抵消可能在不平衡力干扰下增加振动故障风险用包括维修人员拆卸出现振动故障的电机3.1加用配重试块煤矿带式输送机电机振动故障的妥善解决，要求煤矿先行借鉴下列公式得出电机轴系驱动侧及非驱动以上述带式输送机电机结构为研究重点，首次与二次配重试块的设计重量分别为300g和180g,待得出表1数据后，发现加用180g配重试块后，轴向振动幅值、水平向振动幅值乃至垂直向振动幅值的测量范围升配重试块的可靠性，还要在加用配重试块后进行负定电机振动故障确为不平衡力所致，值得将其视作优电机轴系振动幅值电机驱动侧(mm)电机非驱动侧(mm)检测方向轴向轴向实测结果纳影响配重试块使用效果的关联因素。可从电机承载水平角度建立仿真模型。假设设计带式输送机带宽800mm,厚度12.6mm,单位质量10.4kg/m,托辊间距500mm,轴向力和冲击载荷分别为1万N、2000N真模型，此时可利用仿真分析软件统计输送带相因此托辊间距与振动故障有相关性。之后，围绕轴向同轴向拉力下未见明显振动幅值差距，而4000N和托辊间距与振动频率基本呈现负相关关系，而轴向力与之存在正相关关系41。在对带式输送机电机加用配视角控制转子拉紧力，使加用配重试块的电机系统拥3.2加强清灰式保证电机内部元件规律运行，以免因尘垢增加振动幅值。其中较便捷的方法是：维修人员拆开擦拭或借助吹灰工具。随后关注特定测点下(驱动侧和非驱动侧各1个测点),实施清灰处理对策前后电机振动幅值。以振动传感器统计同频振动频率时，测点1(非驱动侧)和测点2(驱动侧)水平向振动幅值从清备可行性。侧面反映尘垢也是引发电机振动故障的主带有黏附性的矿粉。因此，为净化环境，防止电机因尘垢干扰引发振动故障，可专为带式输送机配置具备毛刷、驱动器及吸尘管路、集尘斗配件的清扫器，随时对电机及连接的输送带等部位清扫除尘，所用吸尘管路(长方形)是以向外抽取空气原理进行除尘清灰作业。关于该装置还在毛刷处装设纵向调整螺杆，能根据输送带物料载运方向变化，通过操作纵向调整螺杆释放毛刷清灰阻力；第二种是以“封闭式清灰”方式，实现输送带及电机处尘垢的集中清理，配置刮片、弹簧、收集盒等配件，利用刮片下连接护罩的方式，维护电机内部清灰有效性，减少煤矿清洁工作量。考虑到目前缺少专用清灰装置研发技术，此次研究仅提出主要路径，并未对技术步骤予以拓展，煤矿今后理应加大对清灰功能的深度研究力度。3.3注重动平衡校准带式输送机电机振动故障实际上并不容易发现，尤其是刚出现轻微故障致物料跑偏时，因此在解决振动故障过程中，应采用动平衡校准方法，动态监测振动幅值变化结果，若超出设计阈值，及时按照上述措施改进。所谓动平衡校准，主要是借助现场动平衡仪，对转子系统的不平衡力加以监督。一般在不平衡力下，其连接的轴承、风机等元件存在破坏风险，经由现场动平衡仪可在维修人员拆卸电机前精准识别振动故障，在动平衡校准后可利用剩余不平衡量确定校准有效性。式(5)中，M表示许用不平衡量，g;G表示转子平若带式输送机电机原始自由端相位254°的振动速出结果为66g相位268),且经过校准得出0.51nmds(相位101),表明当前经过动平衡校准，设备电机转速已基本达到预期改进效果。经过采用此法解决振动故障，能减少拆卸检修次数，帮助煤矿节约故障检修值得注意的是：动平衡校准仅适用于不平衡力所致振动故障，若电机故障是在元件磨损或运行行为诱发振动故障后，不推荐进行动平衡校准。在动平衡校准环节，可从粒子群改进算法方向建立故障诊断模型，辅助从诊断模型反馈结果中知晓校准效果。该算法可参考下列公式，经过对惯性权重因子最优值的分析(粒子寻优),及时识别电机故障，可按照采集传感器信号→信号去噪→粒子群改进算法寻优尖头输出阈值及寻优权值的步骤获取数据，随后使经过动平衡校准的电机振动幅值恢复标准范围。大及最小惯性权重因子；tx表示惯性权重因子搜索源于联合粒子群改进算法的现场动平衡仪，可获得更可靠的振动幅值分析结果，故此主张加强对该算法深入探讨，并尝试对振动故障状态特征展开精准分析，保证在电机故障诊断及检修排查阶段，均能从中得到指导，减轻人为检修负担，积极利用先进技术解决电机故障。动平衡校准作为优化检修成效的关键事项，值得引起高度重