Способ определения технического состояния роликоопор ленточного конвейера

(51 ю В 65 6 43/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ00 0305 РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ(71) Производственное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" и Криворожский горнорудный институт (72) Л.И.ЕФименко, В,М.Назаренко. А.И.Савицкий, Р.Г,Солохненко, В.П.Шолтцш и В.Ц.Шайдюк(56) Авторское свидетельство СССР М 632623, кл, В 65 6 43/00, 1975. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РОЛИКоаПОР ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА(57) Изобретение относится к области автоматизированного контроля работы техноло гического,оборудования, а именно роликового ленточного конвейера, и может быть использовано в горнодобывающей пр-сти. Целью изобретения является повышение надежности и точности обнаружения неисправных роликов, Устройство состоит из датчика 3 вибрации и тензодатчика 2, установленных на Фиксированной роликоопоре, компаратора 3, датчика 4 скорости ленты, блока согласования с объемом 5. который предназначен для согласования выходных сигналов датчиков с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6 и состоит из согласуюЩих усилителей с цепями гальванической развязкии коммутатора сигналов, АЦП подключено к микро- ЭВМ 7, соединенной с блоком 8 индикации,1710463 Под одну из роликоопор, находящихся в исправном состояний, которую назовем фиксированной, устанавливается вибродатчик 1, При работе конвейера он воспринимает вибрацию от роликов, ленты, Груза, различные помехи, Для того, чтобы выделить вибросигнал, излучаемый роликами, т.е. отстроиться от посторонних сигналов, предварительно определяют .расчетным или опытным путем информативные частоты. Измерив вибрацию конвейера на холостом ходу и выделив с помощью микроЗВМ 7 полученные информативные частоты, получают сигнал, создаваемый одновременно рядом роликоопор, Чтобы получить сигнал от каждой роликоопоры отдельно, нужно пропустить по конвейеру порцию груза, причем регистрацию сигналов начинают в момент перехода грузом фиксированной роликоопоры, При переходе этого груза через каждую роликоопору вибросигнал меняет свою величину и характер по отношению к сигналу на холостом ходу. Чтобы проаналиИзобретение относится к области автоматизированного контроля работы технологического оборудования, а именно роликоопор ленточного конвейера, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и на дробильно-сортировочных комплексах,Техническое состояние роликоопор е основном определяется исправностью роликов. Известны способы обнаружения неподвижных роликов ленточного конвейера путем регистрации изменения уровня виброакустического сигнала по отношениюк его. эталонному значению, 15 Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ обнаружения неподвижных роликов ленточного конвейера, включающий регистрацию изменения спектра виброакустического сигнала. излучаемого участками става конвейера.Недостатком известного способа является отсутствие контроля за изменением скорости ленты и загрузки конвейера, так ак при изменении скорости транспортирования меняются виброакустический сигнал (е частности, его амплитуда) и положение центра тяжести плоской фигуры, образованной огибающей спектра, что не дает возможности правильно анализировать зировать сигналы от каждой последующей роликоопоры, их стробируют. При этом получают последовательный ряд выделенных вибросигналов (строб) от ряда соответствующих роликоопор. Полученный стробированный вибросигнал подвергают узкополосной фильтрации или спектральному анализу с целью определения информативных частот, характеризующих состояние роликов роликоопоры, Из этих сигналов вычитают сигнал информативной частоты на холостом ходу, получают приращение (по модулю). Степень неисправности роликоопоры можно определить по изменению приращения амплитуды сигнала информативной частоты над сигналом этой же частоты на холостом ходу по сравнению с приращением амплитуды сигнала от фиксированной роликоопоры над сигналом этой же частоты на холостом ходу. Для этого приращение сигнала от каждой роликоопоры сравнивают с приращением сигнала от фиксированной роликоопоры, 1 ил. причину отклонения центра тяжести. Приизменении загрузки и натяжения ленты конвейера лента больше или меньше прилегаетк роликам, значит меняется воздействиегрузопотока на роликоопору, что приводит каналогичной ошибке и снижается надежность обнаружения неисправных роликов.Кроме того, по известному способу определяют только участок, где находится неподвижный ролик, а по предложенномуспособу - номер роликоопоры,Целью изобретения является повышение надежности и точности обнаружениянеисправных роликов.Указанная цель достигается тем, что регистрируют изменения сигнала, излучаемого эталонным участком става конвейера посравнению с проверяемым, измеряют вибрацию конвейерного става на холостом ходуконвейера и при транспортировании контрольной порции груза, регистрацию сигналов начинают в момент перехода грузомэталонной роликоопоры, стробируют вибросигнал, выделяя участки, соответствующиепо времени переходу груза через каждуюпоследующую роликоопору, производятспектральный анализ вибросигнала, изспектра частот выделяют информативныечастоты, характеризующие переход контрольного груза через роликоопору, определяют амплитуду колебаний данной частоты,которая будет характеризовать сигнал фиксированной роликоопоры, находят приращение амплитуды информативной частотыучастка фиксированной роликоопоры надамплитудой той же частоты на холостом ходу, полученное приращение принимают заэталон, сравнивают амплитуды информативных частот последующих роликоопор самплитудзми той же частоты на холостомходу, величину приращения увеличивают 10пропорционально его уменьшению при затухании в зависимости от удаления от фиксированной роликоопоры и сравнивают сэталоном, величину полученного рассогласования сравнивают сдопустимым значением и в случае превышения по модулюделают вывод о неисправности, причемномер неисправности роликоопоры соответствует номеру анализируемого стробированного участка, 20Определяют амплитуду колебаний данной частоты по предлагаемому способуА(1)- А, е-е,где Ао - амплитуда колебаний эталоннойбалки от воздействия контрольной порции 25грузаАо =2 хст зи ла =,ир хст,где рд - динамический коэффициент; хст -статический прогиб продольной балки иливертикальное смещение стойки роликоопо- З 0ры при прохождении контрольной порциигруза; у- коэффициент поглощения колеба-,ний в металле; 1 - расстояние от точки возникновения колебаний до контролькойроликоопоры. 35Сравнивают стробированные участкивибросигнала при транспортировании контрольной порции груза с сигналом информативной частоты на холостом ходу,полученную разность сравнивают с эталонной разностью, т.е. между сигналом от фиксированной роликоопоры и холостымходом, учитывают затухание сигнала в зависимости от удаления от эталонной роликовпоры скорости ленты конвейера, скорости .45распространения волны в ставе(6, р 1)1/2где 6 - модуль сдвига; р - плотность материала (стали): ., 506 = 0,5 Е (1+,и) ,где Е - модуль Онга;,и - коэффициент Пуассона.Учет изменения скорости транспортирования производят путем стробировзниявибрвгрзммы через мерные промежуткивремени, равные времени прохождениягруза вт одной роликоопоры до другой.Контроль зз изменением скорости транс. портирования обеспечивает точное определение расположения сигнала от взаимодействия груза с роликоопорой относительно места установки датчика, а следовательно, и определение номера поврежденной роликоопоры, так как даже изменение скорости по техническим причинам (изменение напряжения сети, характеристики двигателя и т.п.) через 15-20 роликоопор приводит к смещению характерного сигнала на одну роликоопору. Это позволяет повысить надежность диагностирования неисправных роликов.П риме н ение предложен ного способа позволит повысить надежность и долговечность механического оборудования конвейера, опорных конструкций и ленты, так как при своевременной замене, ремонте неисправных роликов не перегружаются соседние роликоопоры, не возникают дополнительные вибрации; т.е. улучшаются условия эксплуатации. За счет своевременного выявления неисправных роликов сокращается время простоев на ремонт.Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Под одну из роликоопор, находящихся в исправном состоянии (эталонную), устанавливаем вибродатчик, При работе конвейера он будет воспринимать вибрацию от роликов, ленты, груза, различные помехи. Для того, чтобы выделить вибросигнал, излучаемый роликами, т,е. отстроиться от всех других сигналов, предварительно необходимо определить расчетным или опытным путем информативные частоты, Измерив вибрацию конвейера на холостом ходу и выделив полученные информативные частоты, получаем сигнал, создаваемый одновременно рядом роликоопор, Чтобы получить сигнал от каждой роликоопоры отдельно, нужно пропустить по конвейеру порцию груза, причем регистрацию сигналов начинают в момент перехода грузом эталонной роликоопоры, При переходе этого груза через каждую роликоопору вибросигнал будет менять свою величину и характер по отношению к сигналу на холостом ходу. Чтобы проанализировать сигналы именно от каждой последующей роликоопоры, их нужно выделить во времени из общего вибросигнала,.Эта операция называется стробированием. При этом получаем последовательный ряд выделенных вйбросигналов (строб) от ряда соответствующих роликоопор. Полученный стробированный вибросигнзл подвергают узкополосной фильтрации или спектральному анзлизу с целью определения информативных частот, характеризующих состояние роликов роликоопоры. Из этих сигналов вычитаем сигнал информативной частоты на5 10 20 25 30 40 холостом ходу и получаем приращение (по модулю). Степень неисправности роликоопоры можно определить по изменению приращения амплитуды, сигнала информативной частоты над сигналом этой же частоты на холостом ходу по сравнению с приращением амплитуды сигнала от эталонной роликоопоры над сигналом этой же часто гц на холостом ходу, Для чего ггриращение сигнала от каждой роликоопоры сравнивают с приращением сигнала от эталонной роликоопоры.Но так как вибродатчик стоит только под одной роликоопорой, то по мере удаления порции груза от места установки вибродатчика вибросигнал от последующих роликоопор затухает, Величина затухания определяется по известной формуле, с помощью которой определенное приращение амплитуды информативного стробированного сигнала приводят к одному масштабу, что дает возможность сравнить величины приращений с приращением на эталонной роликоопоре.На чертеже приведена структурная схема устройства.Устройство состоит из датчика 1 вибрации и тензодатчика 2, установленных на фиксированной роликоопоре, компаратора 3, датчика 4 скорости лентц, блока 5 согласования с обьектом УСО, которое предназначено для согласования выходных сигналов датчиков с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6 и состоит из согласующих усилителей с цепями гальванической развязки и коммутатора сигналов, АЦП подключены к микроЭВМ 7, соединенной с блоком 8 индикации.Устройство, реализующее способ определения технического состояния роликоопор ленточного конвейера, работает следующим образом. Для проведения диагностики состояния роликоопор конвейер освобождается от гру за и работает на холостом ходу, С датчика 1 вибрации вибрация, .преобразованная в электрический сигнал, поступает в УСО 5 в котором по сигналу с микроЭВМ 7 происходит усиление сигнала и подключение его к входу АЦП 6. В то.же время по сигналу с микроЭВМ 7 АЦП 6 преобразует этот сигнал в цифровую форму, которая воспринимается микроЭВМ 7, последняя производит спектральный анализ сигнала вибрации холостого хода конвейера и выделяет информативные частоты холостого хода конвейера, амплитуды которых запоминаются.Затем на порожнюю ленту загружают контрольную порцию груза, равную погонной массе. При прохождении груза над фиксированной роликоопорой тензодатчик 2воспринимает нагрузку, величина которойпреобразуется в электрический сигнал и поступает на компаратор 3, который срабатывает при поступлении этого сигнала ивыдает в УСО 5 логическую единицу (чтосоответствует прохождению порции груза).По сигналу с микроЭВМ 7 в УСО 5 происходит подключение его к АЦП 6, где этотсигнал по сигналу с микроЭВМ 7 преобразуется в цифровую форму и вводится в микроЭВМ 7,С датчика 4 скорости величина скоростиленты, преобразованная в электрическийсигнал, поступает в УСО 5, в котором посигналу с микроЭВМ 7 происходит усилениесигнала и подключение его к АЦП 6, где онпреобразуется в цифровую форму. котораявоспринимается микроЭВМ.Появление сигнала с тензодатчика 2 является для микроЭВМ 7 начальной точкойотсчета, необходимой для организациистробирования, Сигнал скорости необходимдля определения интервалов стробирования. Определение интервалов стробирования позволяет производить подключениедатчика 1 вибрации с помощью УСО 5 черезвременные интервалы стробирования, чтопозволяет вводить сигнал в микроЭВМ 7 вмомент нахождения груза над следующейдиагностируемой роликоопорой.При появлении сигнала с тензодатчика2 появляется первый .стробирующий импульс, что является управляющим сигналомУСО 5 и АЦП 6 для ввода в микроЭВМ 7сигнала с датчика 1 вибрации, который будет соответствовать фиксированной роликоопоре.При этом в микроЭВМ 7 происходятспектральный анализ поступившего сигнала, выделение амплитуд информативных частот, сравнение полученных амплитудинформативных частот с амплитудами информативных частот на холостом ходу и определения приращения (по модулю),величина которого принимается за эталон.Второй стробирующий импульс появляется при прохождении груза над рапикоопорой, следующей за фиксированной, чтоявляется управляющим сигналом УСО 5 иАЦП 6 для ввода микроЭВМ 7 сигнала сдатчика 1 вибрации.При этом в микроЭВМ происходят спектральный анализ поступившего сигнала. выделение амплитуд информативных частот,сравнение полученных амплитуд информативных частот с амплитудами информатив- .ных частот на холостом ходу и определениеприращения, корректировка приращениядиагностируемой роликоопоры на величину/затухания вибрации в зависимости от удаления от фиксированной роликоопоры,сравнение эталона с скорректированнымприращением и определение разности приращения. сравнение разности приращенияс заданной величиной. Если разность приращения не превышает заданную величину,то ЭВМ 7 формирует на блоке индикациисообщение "Норма", В противном случаеФормируется сообщение "Роликоопара неисправна" и указывается номер стробирующего импульса; что соответствует номерунеисправной роликоопоры относительнофиксированной.Начиная со второго стробирующего импульса, устройство осуществляет операциипо изложенному алгоритму.Простои роторных комплексов, вызванные отказами роликоопор, составляют до8,1 общего времени простоев (до 80 ч),. Надежное диагностирование неисправныхроликоопор с указанием неисправности иномера неисправной роликоопоры позволяет уменьшить время на визуальное выявление поломок и, таким образом, уменьшитьвремя для устранения отказов и получитьэкономию по производительности, Эконо. мия (в тысячах рублей) от внедрения предлагаемого способа по сравнению сизвестным составляетЭ=О ЬКгС,=13,57,где 0 - производительность комплекса;Ь - экономия времени, ч;Кг - коэффициент готовности;С - себестоимость 1 м вскрыши.з включающий регистрацию вибросигнала, проверяемого участка конвейерного става, задание эталонного вибросигнала и допустимой величины рассогласования, сравнение величины вибросигнала, излучаемого проверяемым участком конвейерного става с величиной эталонного сигнала, а также сравнение полученной величины рассогласования с допустимой величиной рассогла 10 сования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и точности обнаружения неисправных роликов, вибросигнал, излучаемый конвейерным ставом, регистрируют вначале на холостом. ходу конвейера, а затем при транспортировании контрольной порции груза, начиная с мо 15 мента прохода через Фиксированную роликоопору, стробируют вибросигнэл нэ участках,. соответствующих переходу груза через каждую последующую роликоопору, выделяют из спектра частот информативные частоты, характеризующие переход груза через роликоопору, определяют амплитуды вибросигналов информативных частот, определяют приращение амплитуды информа 20 25 тивной частоты участка Фиксированной роликоопоры при транспортировании контрольной порции груза к амплитуде той же частоты на холостом ходу, полученное приращение принимают зэ эталонный сигнал, аналогичным образом определяют приращения амплитуд. информативных частот 30 последующих роликоопор, величинууказанного приращения для последующих роликоопор увеличивают пропорционально величине затухания вибросигнала по мере Формула изобретения Способ определения технического состояния роликоопор ленточного конвейера,удаления каждой последующей роликоопоры от фиксированной и сравнивают с эталонным сигналом. 40. Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 306 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушскэя наб.; 4 Ю