【摘要】：橋式抓斗卸船機作為港口散貨船接卸的主要大型機械設備,其安全穩(wěn)定運行對企業(yè)運營生產(chǎn)有著至關重要的作用,隨著港口橋式抓斗卸船機工作時間和強度的不斷提升,相應地增加了卸船機的故障問題。目前現(xiàn)有的卸船機故障診斷技術能有效地減少危險事故,但是仍然不能及時的發(fā)現(xiàn)故障問題并解決問題。本文針對已有故障診斷研究中故障診斷不及時、不全面等不足,通過傳感器監(jiān)測橋式抓斗卸船機整機的運行狀態(tài)以獲取監(jiān)測數(shù)據(jù),并利用新的故障預測方法實現(xiàn)對卸船機的故障預測。論文從橋式抓斗卸船機機械狀態(tài)特征及其變化入手,進行了關聯(lián)規(guī)則挖掘,深度置信網(wǎng)絡預測等研究,為卸船機整機系統(tǒng)和小車運行系統(tǒng)的故障預測研究做出了有益的探索。本文的主要工作如下:(1)分析了橋式抓斗卸船機的機械結(jié)構(gòu)及工作特點,總結(jié)了卸船機的主要故障類型及故障特征,基于以上設計了兩種卸船機在線監(jiān)測方案。通過在線監(jiān)測積累大量的卸船機狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù),使其故障預測擁有了數(shù)據(jù)來源,保證故障預警中所有研究成果的真實可靠。(2)針對橋式抓斗卸船機整機故障,提出一種基于興趣度關聯(lián)規(guī)則的卸船機故障預測模型方法。采用傳感器監(jiān)測和時域分析方法獲取卸船機運行參數(shù)空間,利用聚類離散算法將監(jiān)測數(shù)據(jù)根據(jù)其屬性值域離散為非線性聚類區(qū)間,獲取卸船機關聯(lián)規(guī)則組,提取狀態(tài)數(shù)據(jù)關聯(lián)維權重系數(shù),建立狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)關聯(lián)規(guī)則函數(shù)模型,利用該模型中關聯(lián)規(guī)則狀態(tài)改變實現(xiàn)故障預測。實驗表明該方法能夠有效表征卸船機運行狀態(tài)監(jiān)測的內(nèi)部關聯(lián)特征信息,實現(xiàn)對卸船機故障類別的預測,對降低卸船機故障發(fā)生頻率有現(xiàn)實意義。(3)針對橋式抓斗卸船機最關鍵的小車運行系統(tǒng)故障,構(gòu)建一種基于深度置信網(wǎng)絡(Deep Blief Net,DBN)的卸船機時間序列故障預測模型。結(jié)合深度學習理論的自我學習能力,將原始時域信號數(shù)據(jù)輸入DBN進行訓練,通過反向微調(diào)學習對其進行整體微調(diào),利用該模型對卸船機振動烈度時間序列進行多步預測,構(gòu)建狀態(tài)監(jiān)測殘差序列特征約束函數(shù)模型,通過關聯(lián)權重殘差序列狀態(tài)變化實現(xiàn)故障預測。實驗通過對比分析其他相關故障預測方法,驗證了該方法能降低預警閾值和提高預測精度,更能及早有效地預測卸船機故障發(fā)生類別,提前做出警示。(4)在橋式抓斗卸船機機械、傳感器、故障預測技術等基礎上研發(fā)了一套新型、可靠的橋式抓斗卸船機工作狀態(tài)監(jiān)控與預警系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有良好的可靠性、實時性以及應用價值,可以實現(xiàn)卸船機的狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)存儲、故障預測、故障評價及預警發(fā)布、故障處理等預警功能。
【圖文】：

圖 1-2 橋式抓斗卸船機整機圖Figure 1-2. Overall drawings of bridge grab ship unloader本文通過對國內(nèi)外港口卸船機械的研究現(xiàn)狀及卸船機故障預警理論知識，，以卸船機運行故障為研究對象，對卸船機整機故障和卸船機小車系統(tǒng)故障模型進行研究。首先系統(tǒng)地分析整個卸船機系統(tǒng)的事故致因因素，對故障預究提出兩種實際可行性方案，使其研究方法具有一定的參考價值；然后在卸整機故障預測方法和小車系統(tǒng)故障預測方法上進行針對性創(chuàng)新，使預警研究理論性指導；最后通過實驗性驗證預警系統(tǒng)的可靠性，使所研究的卸船機故測預測方法和預警系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)、及時預警，使安全生產(chǎn)的管理者、決、執(zhí)行者能夠及時得到預警信息，提前采取應對措施從而避免或者減少事故生，使整個系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，實現(xiàn)本質(zhì)安全化的目標，具有實際的工程意義.2 機械設備狀態(tài)監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀

圖 2-1 橋式抓斗卸船機總圖Figure 2-1. General drawing of bridge grab ship unloader（1）金屬結(jié)構(gòu)卸船機的主要金屬結(jié)構(gòu)由以下結(jié)構(gòu)件組成：前后拉桿、前后門架、側(cè)撐梁架、上門架、側(cè)桁架、機房架、接料斗和支架等等。大部分結(jié)構(gòu)件使閉矩形構(gòu)造，用 Q345 合金鋼制造，主要連接點使用鉸鏈或熔接。前后大桿等轉(zhuǎn)動鉸點，采用自潤滑的嵌鑲石墨滑動軸承，該軸承免維護。小車用 T 型鋼。金屬結(jié)構(gòu)如圖 2-2 所示。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U653.928.1

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本文編號：2670824