一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统的制作方法

    专利查询2025-10-08  3


    本发明涉及煤矿设备,具体是指一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统。


    背景技术:

    1、井下液压支架是煤矿等井下工作场所中常用的设备,用于支撑和稳定层状岩石和煤层的工作面或巷道。

    2、液压支架是煤矿井下的重要设备,负责支撑和保护井下的矿工和设备,如果液压支架发生故障,可能会导致支架失效或不稳定,造成严重的事故,但是由于煤矿井下环境复杂,人员通行困难,维修液压支架需要耗费大量人力和时间,为此我们提出了一种用于煤矿井下的液压支架的远程故障诊断系统,通过远程故障诊断,可以及时了解液压支架的运行状态,发现潜在问题和故障,及时采取措施避免事故发生。


    技术实现思路

    1、针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,为了解决上述提出的技术缺陷。

    2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,包括支架轴承检测分析模块、液压系统检测分析模块、支架工作检测分析模块、液压支架故障诊断模块、无线数据传输模块、故障诊断终端、云数据库,所述支架轴承检测分析模块、液压系统检测分析模块、支架工作检测分析模块均与液压支架故障诊断模块以及云数据库连接,液压支架故障诊断模块与无线数据传输模块连接,无线数据传输模块与故障诊断终端连接,其中,故障诊断终端包括预警模块和执行模块;

    3、支架轴承检测分析模块,用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数进行检测获取,得到各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数,再通过对各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数进行分析处理,得到各液压支架对应当前检测时段中的轴承稳定值;

    4、液压系统检测分析模块,用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的压力进行检测,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数,再通过对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数进行分析处理,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的液压稳定值;

    5、支架工作检测分析模块,用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的温度进行检测,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的工作参数,再通过对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的工作参数进行分析处理,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的支架异常值;

    6、液压支架故障诊断模块,用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的轴承稳定值、液压稳定值以及支架异常值进行综合分析,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的故障诊断信号。

    7、进一步地,所述各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数包括各液压支架上轴承的温度数据和振动波形图,其具体的检测获取步骤如下:

    8、获取各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度数据;

    9、获取各液压支架对应当前检测时段中轴承的振动信号,并基于此通过指定软件生成各液压支架对应当前检测时段中轴承的振动波形图。

    10、进一步地,所述基于煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数进行分析处理,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的轴承稳定值,其具体的分析过程如下:

    11、从云数据库中获取各液压支架中轴承的参考温度范围;

    12、将各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度数据与参考温度范围进行对比,获取各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度数据处于参考温度范围内的数量,得到各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度合理数,将各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度数据处于参考温度范围外的数量,各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度异常数,将各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度合理数和温度异常数进行作比,得到各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度诊断值,记为wzi,i表示各液压支架的编号,i=1,2,...,n,n表示液压支架的总数;

    13、从云数据库中获取液压支架对应轴承的参考振动波形图;

    14、将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的振动波形图与液压支架对应轴承的参考振动波形图进行重合对比,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的重合波形长度,获取液压支架对应轴承的参考振动波形图波形长度,将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的重合波形长度与参考振动波形图波形长度进行归一化处理后作比,得到各液压支架对应当前检测时段中轴承的振动诊断值,记为zzi;

    15、依据公式zwi=l og2(wzi*d1+zzi*d2+3)计算出煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的轴承稳定值zwi,d1、d2分别表示为设定的权值因子。

    16、进一步地,所述煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数,具体的检测方式如下:

    17、获取煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统的系统压力,记为xyi;

    18、获取煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统的工作压力,记为gyi;

    19、获取煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统的回路压力,记为hyi;

    20、获取煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中负载面的负载压力,记为fyi;

    21、由各液压支架中液压系统的系统压力、工作压力、回路压力以及负载压力构成煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数。

    22、进一步地,所述基于煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数进行分析处理,具体的分析方式如下:

    23、依据公式ywi=l og2[(xyi*a1+gyi*a2+hyi*a3)/(fyi*a4)+2]计算出煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的液压稳定值ywi,a1、a2、a3、a4分别表示设定的权值因子。

    24、进一步地,所述煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的支架异常值,具体检测分析方式如下:

    25、获取煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的工作温度,记为gwi;

    26、获取煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的冷却液流量,记为yli;

    27、依据公式zyi=(gwi*b1)/(yli*b2+1)计算出煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的支架异常值zyi,b1、b2分别表示设定的权值因子。

    28、进一步地,所述煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的故障诊断信号,具体的分析方式如下:

    29、将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的轴承稳定值与设定的参考轴承稳定值进行对比,若煤矿井下某液压支架对应当前检测时段轴承的轴承稳定值小于设定的参考轴承稳定值,则判定该液压支架对应当前检测时段轴承的轴承稳定等级为一级,生成轴承稳定故障信号,反之,则判定该液压支架对应当前检测时段轴承的轴承稳定等级为二级,生成轴承稳定正常信号;

    30、将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的液压稳定值与设定的参考液压稳定值进行对比,若煤矿井下某液压支架对应当前检测时段液压系统运行的液压稳定值大于设定的参考液压稳定值,则判定该液压支架对应当前检测时段液压系统运行的液压稳定等级为一级,生成液压稳定故障信号,反之,则判定该液压支架对应当前检测时段液压系统运行的液压稳定等级为二级,生成液压稳定正常信号;

    31、将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的支架异常值与设定的参考支架异常值进行对比,若煤矿井下某液压支架对应当前检测时段液压系统运行的支架异常值大于设定的参考支架异常值,则判定该液压支架对应当前检测时段液压系统运行的支架状态等级为一级,生成轴支架状态故障信号,反之,则判定该液压支架对应当前检测时段液压系统运行的支架状态等级为二级,生成支架状态正常信号。

    32、进一步地,所述无线数据传输模块用于将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号向故障诊断终端进行发送。

    33、进一步地,所述故障诊断终端用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号进行接收,并根据相应的故障诊断信号进行故障检修人员的安排。

    34、进一步地,所述预警模块用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号进行相应的预警操作;

    35、执行模块,基于煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号进行相应的检修操作。

    36、本发明的有益效果:

    37、1、本发明中通过对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数进行检测,并对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数进行分析处理,具体的通过对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行温度数据和振动数据进行综合分析,分别获得煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的温度诊断值和振动诊断值,再通过对二者进行综合分析处理,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的轴承稳定值,不仅避免了当前技术中对液压支架的故障判定缺少对轴承的运行稳定检测分析,同时还在最大限度上提升了液压支架轴承运行故障判定分析结果的可靠性和准确性,能够有效地为液压支架后续的维修工作提供可靠的信息支撑,进一步地避免了液压支架故障诊断结果不准确的问题,大幅度提升了液压支架故障远程故障诊断结果的精确性。

    38、2、本发明中通过对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的压力参数进行检测,得到各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的系统压力、工作压力、回路压力,将各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的系统压力、工作压力、回路压力与液压支架的负载压力进行综合分析处理,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的液压稳定值,并由此对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的液压系统压力故障进行诊断,能够直观的了解液压支架对应液压系统中的液压稳定性,避免因液压系统中的液压流体发生泄漏或液压控制阀门故障而导致液压支架无法提供稳定支撑力的问题,在很大程度上提升了液压支架的作业安全性,同时提升液压支架故障诊断结果的精确性。

    39、3、本发明中还对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的温度进行检测,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的工作参数,并由此分析得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中液压系统运行的支架异常值,从多个方面对液压支架的故障进行诊断分析处理,为液压支架的故障诊断提供多样性的数据支撑,进而显著提升对液压支架的故障诊断结果准确性,方便液压支架故障检修人员对液压支架进行相应的检修操作,提高检修人员对液压支架故障的检修效率。


    技术特征:

    1.一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,包括支架轴承检测分析模块、液压系统检测分析模块、支架工作检测分析模块、液压支架故障诊断模块、无线数据传输模块、故障诊断终端、云数据库,所述支架轴承检测分析模块、液压系统检测分析模块、支架工作检测分析模块均与液压支架故障诊断模块以及云数据库连接,液压支架故障诊断模块与无线数据传输模块连接,无线数据传输模块与故障诊断终端连接,其中,故障诊断终端包括预警模块和执行模块;其特征在于:

    2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数包括各液压支架上轴承的温度数据和振动波形图,其具体的检测获取步骤如下:

    3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述基于煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中轴承的运行参数进行分析处理,得到煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的轴承稳定值,其具体的分析过程如下:

    4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数,具体的检测方式如下:

    5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述基于煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统运行的压力参数进行分析处理,具体的分析方式如下:

    6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述煤矿井下各液压支架对应当前检测时段液压系统的支架异常值,具体检测分析方式如下:

    7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述煤矿井下各液压支架对应当前检测时段中的故障诊断信号,具体的分析方式如下:

    8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述无线数据传输模块用于将煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号向故障诊断终端进行发送。

    9.根据权利要求1所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述故障诊断终端用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号进行接收,并根据相应的故障诊断信号进行故障检修人员的安排。

    10.根据权利要求1所述的一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,其特征在于:所述预警模块用于对煤矿井下各液压支架对应当前检测时段的故障诊断信号进行相应的预警操作;


    技术总结
    本发明涉及煤矿设备技术领域,具体公开了一种煤矿井下液压支架用远程故障诊断系统,包括支架轴承检测分析模块、液压系统检测分析模块、支架工作检测分析模块、液压支架故障诊断模块、无线数据传输模块、故障诊断终端、云数据库。通过对轴承的温度诊断值和振动诊断值进行综合分析处理,不仅避免了当前技术中对液压支架的故障判定缺少对轴承的运行稳定检测分析,同时还在最大限度上提升了液压支架轴承运行故障判定分析结果的可靠性和准确性,能够有效地为液压支架后续的维修工作提供可靠的信息支撑,进一步地避免了液压支架故障诊断结果不准确的问题,大幅度提升了液压支架故障远程故障诊断结果的精确性。

    技术研发人员:童冬冬,葛康,潘芮,毛杰,贾鹏,朱成宝
    受保护的技术使用者:安徽省矿业机电装备有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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