液壓支架健康評估與壽命預測模型研究

馬旭東， 王躍龍，田慕琴，許春雨，宋建成，陳 昆，宋單陽

（1.太原理工大學，山西 太原 030024；2.煤礦電氣設備與智能控制山西省重點實驗室，山西 太原 030024；3.礦用智能電器技術國家地方聯合工程實驗室，山西 太原 030024）

0 引 言

液壓支架作為煤礦綜采工作面的關鍵支護設備，它的安全性和運行可靠性直接關乎煤礦的綜采效率和生產安全［1］。 但是在實際生產作業中，液壓支架會因頂板不穩定運動、惡劣潮濕環境以及自身誤動作等原因出現機械性能退化，如不及時有效維護和評估，會造成結構件焊縫斷裂、支撐失效，從而導致生產事故甚至安全事故。 因此液壓支架的壽命評估與預測非常重要。

針對液壓支架的故障預測與健康管理，國內學者已有相關研究，宋鑫等［2］提出一種基于安全分級的液壓支架故障預警機制，但未研究液壓支架的壽命評估。 賴明榮等［3］從金屬結構件失效的角度評價液壓支架結構件技術狀態，利用劣化指數的概念給出液壓支架過煤承載次數的預測。 姚靈靈等［4］利用ANSYS 有限元軟件分析，通過遺傳算法和BP神經網絡建立了液壓支架連桿的疲勞壽命預測神經網絡模型。 郭文孝［5］提出了將層次析分析法與模糊綜合評價法相結合的液壓支架安全評價模型。 郭永鳳［6］采用熵權法和模糊綜合評價法的數學模型對液壓支架進行多級健康評價。 上述學者大多以液壓支架的某一部件作為研究對象，利用試驗仿真數據進行分析，缺乏對整機綜合運行狀態的評價和預測研究。……