本文選題：鋼絲繩斷絲　切入點：漏磁檢測　出處：《中國礦業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：鋼絲繩由于自身重量輕、彈性好、抗拉強度和疲勞強度高、工作平穩(wěn)可靠、承受過載能力強以及在高速運行條件下卷揚噪聲小等優(yōu)點,在礦產(chǎn)、冶金、交通、建筑、旅游等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,是煤礦生產(chǎn)中極為重要的一環(huán)。然而其作為承載部件,在使用過程中不可避免的會產(chǎn)生類似銹蝕、局部斷絲、磨損的缺陷,這些小缺陷逐漸積累即會造成鋼絲繩的整根斷裂,嚴(yán)重影響煤礦安全生產(chǎn)。因此鋼絲繩的故障識別研究對保護煤礦的人身和財產(chǎn)安全具有重要的意義。本文分析了鋼絲繩的基本結(jié)構(gòu)和分類以及鋼絲繩故障檢測的標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)鋼絲繩結(jié)構(gòu)選取了故障漏磁檢測方法。設(shè)計了故障漏磁檢測中勵磁裝置的結(jié)構(gòu)并選擇了合適的勵磁強度。通過建立鋼絲繩故障的等效點偶極子和等效帶偶極子兩種模型對鋼絲繩故障進行數(shù)值模擬,分析各個參數(shù)對鋼絲繩故障檢測所造成的影響,并對兩種模型進行對比和分析。同時利用ANSYS軟件對故障鋼絲繩進行磁場有限元分析,得到鋼絲繩故障附近的漏磁場分布規(guī)律。分析鋼絲繩故障診斷中可能會引入的噪聲信息,并對這些不同類型的噪聲進行特征的歸納。在傳統(tǒng)帶阻濾波器的基礎(chǔ)上利用頻域特性設(shè)計改進的自適應(yīng)多重帶阻濾波進行股波噪聲的剔除。鑒于經(jīng)典小波的頻帶混疊以及平移不變性差的特點,引入雙樹復(fù)小波進行鋼絲繩故障數(shù)據(jù)的預(yù)處理和分析,并對比經(jīng)典小波和雙樹復(fù)小波在頻帶混疊以及平移不變性上性能的差異。最后利用奇異性分析以及多尺度分析等算法對鋼絲繩漏磁場仿真信號進行故障識別。為了驗證算法的可行性,搭建了鋼絲繩故障檢測實驗臺,利用Lab VIEW編寫信號采集軟件完成內(nèi)部斷絲及外部斷絲的數(shù)據(jù)采集。利用改進的自適應(yīng)多重帶阻濾波、雙樹復(fù)小波變換、奇異性分析以及120~128尺度的小波分析進行實驗數(shù)據(jù)的預(yù)處理和故障識別。分析不同根數(shù)的內(nèi)部斷絲以及外部斷絲故障趨勢的異同點,并在故障診斷過程中成功檢測到輕度磨損這一未預(yù)期的缺陷,證明了漏磁檢測方法以及本文算法的準(zhǔn)確性和可行性。
[Abstract]:Because of its light weight, good elasticity, high tensile strength and fatigue strength, stable and reliable work, strong overloading capacity and low lifting noise under high-speed operation conditions, steel wire ropes are used in minerals, metallurgy, traffic, construction, etc. Tourism and other fields have been widely used, which is an extremely important link in coal mine production. However, as a bearing part, it will inevitably produce defects such as rust, partial broken wire and wear in the process of use. The accumulation of these small defects will cause the whole wire rope to break. Therefore, it is of great significance to study the fault identification of wire rope to protect the safety of person and property in coal mine. This paper analyzes the basic structure and classification of wire rope and the standard of wire rope fault detection. According to the structure of wire rope, the fault magnetic leakage detection method is selected. The structure of excitation device in fault magnetic leakage detection is designed and the appropriate excitation intensity is selected. The equivalent point dipole and equivalent band pair of wire rope fault are established. Two kinds of pole models are used to simulate the fault of wire rope. The influence of each parameter on the fault detection of wire rope is analyzed, and the two models are compared and analyzed. At the same time, the finite element analysis of the magnetic field of the faulty wire rope is carried out by using ANSYS software. The distribution law of magnetic field leakage near the fault of wire rope is obtained. The noise information that may be introduced in fault diagnosis of wire rope is analyzed. Based on the traditional band-stop filter, an improved adaptive multi-band-stop filter in frequency domain is used to eliminate the noise of the femoral wave. In view of the frequency band of the classical wavelet, the characteristics of these different types of noise are summarized. The characteristics of aliasing and translation invariance, The double tree complex wavelet is introduced to preprocess and analyze the wire rope fault data. The difference between classical wavelet and double tree complex wavelet in frequency band aliasing and translation invariance is compared. Finally, the fault identification of wire rope magnetic field leakage simulation signal is carried out by using singularity analysis and multi-scale analysis. The feasibility of the algorithm is verified. In this paper, the fault detection test bench of wire rope is built, and the data acquisition of internal and external broken wire is accomplished by using Lab VIEW. The improved adaptive multi-band stop filter and double tree complex wavelet transform are used. The singularity analysis and the wavelet analysis of 120-128 scale are used to preprocess the experimental data and identify the faults. The similarities and differences of internal and external breakage trends of different root numbers are analyzed. The unexpected defect of mild wear was successfully detected in the process of fault diagnosis, which proved the accuracy and feasibility of the method of magnetic flux leakage detection and the algorithm in this paper.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD532

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本文編號：1662972