采煤机摇臂齿轮箱故障诊断技术研究

摘要

采煤机是煤矿综采工作面关键设备之一，大功率、高强度、高可靠性是现代采煤机发展方向。然而作为采煤机可靠性最为薄弱环节，摇臂齿轮箱频繁出现机械故障，据对神东矿区进口采煤机故障率的统计，近年来其平均故障率占采煤机故障率的34.2％，已严重制约着采煤机开机率的提高，影响到综采工作面均衡生产。　　而目前神东矿区针对摇臂齿轮箱状态监测的传统方法—铁谱分析技术，并不能快速有效地做出准确的判断，有时因种种因素甚至误判，给生产实践带来很大的不确定性，现场急需要一种能快速简便监测诊断技术来判断摇臂齿轮箱运行状态，并及时提供科学决策支持。　　本文在查找大量资料的基础之上，首先针对课题研究的背景、意义及国内外研究现状进行分析论述，说明采煤机摇臂齿轮箱故障诊断的难点及特点及现有方法的不足，再通过对摇臂齿轮箱安装、运行工况进行分析，详细分析其结构、常见故障模式，对比分析两类进口采煤机摇臂齿轮箱结构、故障规律等，研究齿轮箱振动故障机理、现代信号分析技术，结合摇臂齿轮箱故障规律的统计，针对其中的高速区故障、低速区故障齿轮、轴承提出采用成熟的振动检测、信号处理方法进行故障诊断方案。针对维修后摇臂齿轮箱进行地面加载试验方案，以快速检测并判断其技术状态；针对煤矿井下现场采煤机摇臂齿轮箱故障隐患方面，由于煤矿井下生产环境恶劣，摇臂齿轮箱安装特殊性，提出在现场采用便捷式振动检测仪器对摇臂齿轮箱在空载离线情况下进行振动检测方案。

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1 引 言

1.1 课题研究的背景

1.2 课题的意义

1.3 采煤机摇臂齿轮箱故障诊断研究现状

1.4 课题研究的主要内容及安排

2 采煤机摇臂齿轮箱故障分析及结构分析

2.1 电牵引双滚筒采煤机简介

2.2 摇臂齿轮箱故障分析

2.3 摇臂齿轮箱工况分析

2.4 摇臂齿轮箱结构分析

2.5 JOY采煤机摇臂齿轮箱与EICKHOFF采煤机摇臂齿轮箱对比分析

2.6 本章小节

3 采煤机摇臂齿轮箱振动机理及故障特征分析

3.1 齿轮故障振动机理分析

3.2 滚动轴承故障机理分析

3.3齿轮箱故障振动信号频谱特征分析

3.4 摇臂齿轮箱故障振动信号频谱特征分析

3.5摇臂齿轮箱故障形式分析

3.6 摇臂齿轮箱齿轮故障与动力学模型分析

3.7 本章小节

4 振动信号分析方法研究

4.1 振动信号时域分析

4.2 振动信号频域分析

4.3 信号的时频分析

4.4 摇臂齿轮箱故障诊断振动信号策略分析

4．5本章小节

5 采煤机摇臂齿轮箱振动测试与分析

5.1 JOY 7LS06摇臂齿轮箱地面加载试验台试验检测分析

5.2采煤机摇臂齿轮箱故障振动现场测试与分析

5.3 本章小节

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果