煤礦掘進機軸承故障快速診斷系統設計分析

馬 雷

（晉能控股煤業集團寺河煤礦，山西 晉城 048000）

引言

在煤礦井下巷道掘進過程中，掘進機是非常重要的機械設備，而在掘進機中軸承發揮著非常重要的作用，其性能的優劣直接決定掘進機的工作效率，為此需要對掘進機軸承的問題進行分析。以某掘進機軸承為研究對象，從而可以設計出掘進機軸承故障診斷系統，同時對掘進機軸承故障進行診斷，這樣能夠有效地降低軸承故障率，優化軸承的性能。

1 掘進機軸承故障診斷系統功能需求

為了達到工業設備的智能化的需要，因此掘進機軸承故障診斷系統必須實現診斷結果的可視化、檢測結果準確性、便于工作人員操作等功能。工作人員在進行系統操作時，都設定有相應的權限，而普通用戶在進行操作系統時，僅僅能夠對系統進行操作以及查看，而相應的管理人員可以實現數據信息錄入、處理數據以及傳輸信息、軸承故障診斷、修改參數、故障診斷操作記錄、查看故障等等功能[1-2]。該故障診斷系統包括：用戶注冊單元、用戶登錄單元、數據讀取單元、軸承故障診斷單元、操作記錄單元等。其中，數據讀取單元與數據讀取單元向匹配，數據處理時可以實現對相關性進行分析以及屬性簡約單元，軸承故障診斷可以與集成學習故障診斷以及相應的非邏輯回歸故障診斷單元進行對應。

2 掘進機軸承故障診斷系統總體方案設計

經過對掘進機軸承故障進行分析，同時依據軸承故障診斷需求問題，從而設計出如圖1所示的掘進機軸承故障診斷系統控制單元。

通過分析圖1可以發現，該掘進機軸承故障診斷系統包括用戶注冊單元、數據讀取單元、軸承故障診斷單元、數據傳輸單元、故障診斷操作單元等等。該系統能夠對掘進機軸承故障進行診斷，同時實現可視化操作。

圖1 掘進機軸承故障診斷系統控制單元

掘進機軸承故障診斷系統按照功能可以劃分為：數據展示與用戶操作層、業務模塊邏輯設計層、數據存儲和傳輸層等四層。其中在數據展示與用戶操作層設置了數據展示、用戶注冊以及相應的用戶登錄等[3]。在業務模塊控制層中設置了用戶區分、功能分配、代碼調度。業務單元邏輯設計層設置了用戶管理、信息錄入以及處理單元、掘進機軸承故障診斷等。在數據存儲和傳輸層中設置有如下功能：實現用戶信息的記錄、記錄軸承故障診斷信息、對軸承故障診斷操作進行記錄。

3 掘進機軸承故障診斷系統人機登錄界面及故障診斷

通過分析掘進機軸承故障診斷系統功能需求、功能單元以及相應的設計總體方案，與此同時結合數值計算以及MATLAB、Visual Basic、Java等軟件進行分析和軸承故診斷系統，進而設計出故障診斷系統人機登錄界面。

下頁圖2表示相應的掘進機軸承故障診斷系統人機登入頁面，通過分析該頁面可以發現其包括如下幾個操作按鈕：用戶注冊、用戶登錄、程序開始、程序暫停。在該界面新用戶可以進行登入注冊，以及能夠在登入界面進行系統登錄[4-5]。用戶可以通過操作開始與停止按鈕實現軸承故障診斷故障系統的運行與停頓操作。

圖2掘進機軸承故障診斷系統人機操作界面情況圖

圖3 表示掘進機軸承故障診斷系統故障選項介紹。通過分析圖3可以發現，該系統主要包括如下幾個單元：故障現象、故障原因列表、故障排隊等。經過分析發現掘進機軸承故障主要表現為如下幾個方面：塑性變形、磨損、膠合、斷裂、疲勞剝落、銹蝕、電蝕等。

圖3 掘進機軸承診斷系統故障選項圖

為了便于更好地對掘進機故障診斷，通常可以加入可視化的操作，如圖4所示。通過分析圖4可以看出，該系統能夠錄入軸承數據，同時該系統設置的軟件能夠對數據進行處理以及信息交互，進而該系統可以依據數據類型對不同的軸承故障進行診斷，接著經過將處理之后的數據與圖片庫進行比較將軸承故障類型與圖片上傳可視化區域，從而實現故障可視化。與此同時，可以將軸承故障記憶在系統中，便于后續信息的查詢以及比較。

圖4 掘進機軸承故障診斷系統故障診斷界面圖

4 結語

由于當前在對掘進機軸承進行診斷的過程中表現出診斷難度大、診斷效率低以及不可可視化等缺點，因此以大數據、數值計算軟件以及編程軟件等設計掘進機軸承故障診斷系統。經過實踐發現該系統可以便捷、準確以及可視化的對掘進機軸承故障進行診斷，同時能夠方便發現軸承故障，極大地縮短了掘進機軸承故障維修時間，及時便于工作人員對軸承故障進行維護。