CN113138091A - 一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置及方法，包括传送带故障检测模块、轴承箱温度检测模块和故障报警模块；所述传送带故障检测模块用于采集传送带的轨迹信息和将轨迹信息发送给故障报警模块；所述轴承箱温度检测模块用于全方位的检测轴承箱的温度并把温度数据发送给故障报警模块；所述故障报警模块将故障预测位置的结果发送到配备远程客户端设备并发出警报。本发明能够实现对移动式破碎机短轴组件的故障进行自动检测，提高了故障检测的效率以及工程作业过程中的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及短轴组件的故障检测技术领域，特别涉及一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置及方法。
背景技术
移动式破碎机能够直接部署到开采现场进行作业，并且能够直接将开采到的物料进行粉碎通过运输车辆直接运出开采现场。但是，由于移动式破碎机的短轴组件承受着非常大的工作负荷，使得移动式破碎机的短轴组件非常容易出现故障。根据现场的实际情况得出，引发移动式破碎机短轴组件故障的原因有两点，一是因为传送带的损坏引发了短轴组件的故障；二是因为短轴组件以及轴承箱的温度过高导致了短轴组件的损坏。
在现有的对移动式破碎机短轴组件的故障检测中，一般都是通过人工的巡查，对传送带和轴承箱的温度进行定时的检测，以此来达到对移动式破碎机短轴组件的故障检测的目的，这样做故障检测率低而且还非常不安全。针对以上情况本文提出了一种应用于移动式破碎机短轴组件故障自动化检测的方法及装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置及方法，能够实现对移动式破碎机短轴组件的故障进行自动检测，提高了故障检测的效率以及工程作业过程中的安全性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，包括传送带故障检测模块1、轴承箱温度检测模块2和故障报警模块3；
所述传送带故障检测模块1用于采集传送带的轨迹信息并将轨迹信息经过一系列的函数变换成轨迹特征参数发送给故障报警模块3；
所述轴承箱温度检测模块2用于全方位的检测轴承箱的温度并把温度数据发送给故障报警模块3；
所述故障报警模块3将故障预测位置的结果发送到配备远程客户端设备并发出警报。
所述传送带故障检测模块1由若干夜视摄像头组成并且与故障报警模块3连接，夜视摄像头一部分安装在移动式破碎机短轴组件的小皮带轮连接的地方，一部分安装物料传送带的支架上面，根据皮带输送机的长度每隔3米安装一个夜视摄像头，摄像头的安装不能对传送带的正常工作运行产生影响，传送带正常运行时，摄像头能够周期的采集传送带轨迹的信息，用于检测出传送带轨迹信息的位置。
所述夜视摄像头从不同的角度对与短轴组件连接的小皮带和传送物料的传送带的运行状况进行检测，采集相应的数据信息，夜视摄像头对传送带的轨迹信息G进行采集，并用轨迹参数C来表征轨迹信息，夜视摄像头采集到的轨迹信息经过一系列的函数变换成轨迹参数，将正常的轨迹参数范围记录到传送带故障检测模块1的数据监控记录中，当检测到的轨迹数据与正常的轨迹范围差距大于设定值时，传送带故障检测模块1会将异常数据传送给故障报警模块3；
所述轴承箱温度检测模块2由若干固体温度检测设备和光感温度检测设备组成并且与故障报警模块3连接，固体温度检测设备安装在能够直接接触安装的轴承箱及短轴组件上，直接对安装部分进行温度检测；光感温度检测设备安装在轴承箱的支架上面，对不能够直接接触安装固体温度检测设备的短轴组件进行温度检测。
所述故障报警模块3由智能诊断设备和警报器组成并且与传送带故障检测模块1、轴承箱温度检测模块2以及远程操作端相连接，智能诊断设备接收来自传送带检测模块1和轴承箱检测模块2的数据，可智能识别出数据中的不定因素，且自动查询其归属位置。
所述智能诊断设备将异常信息和位置信息发送到远程的操作端进行显示供操作人员处理，警报器在检测到异常时能发出报警，提醒操作人员处理异常的信息，通过公式x±ts来确定正常数据的范围，x为正常数据的均值，t为范围区间参数，s为标准差，当从传送带故障检测模块和轴承箱温度检测模块接收到的数据超出了相应的数据区间，就判断发生了故障，故障报警模块会把故障信息发送到远程操作端并发出警报声提醒。
一种移动式破碎机短轴组件故障检测方法，包括传送带故障检测模块1进行数据采集、轴承箱温度检测模块2进行数据采集和故障报警模块3处理；
所述传送带故障检测模块1进行数据采集包括以下步骤；
S201，根据现场的情况，找到移动式破碎机短轴组件的小皮带轮连接的地方安装夜视摄像头对小皮带的偏移及损坏进行检测，在皮带输送机的支架上每隔三米安装一个夜视摄像头，调整好夜视摄像头的角度对准物料输送传送带需要检测的位置，安装的摄像头不能影响传送带的正常工作，在相应的位置上对摄像头进行安装；
S202，根据传送带工作时的传送速率v，设定摄像头的采集区间T，每隔一个区间T进行一次拍照取样；摄像头的采集区间T的设定根据公式T＝S/v来进行设定，其中T为采集区间，单位为秒s；v为传送带的传送速率，单位为m/s；S为采集参数单位为m；现场工作人员可以通过调整采集参数S来调整采集区间T进而实现对采集精度的调节；
S203，对采集到的图像进行处理，图像处理的方法为：
(1)对采集到的图像R(x,y)进行二维小波变换得到低频分量R1(m,n)，水平高频分量R2(m,n)，垂直高频分量R3(m,n)，对角线高频分量R4(m,n)，其中(x,y)为采集到图像的横纵坐标，(m,n)为二维小波变换后的横纵坐标；
(2)将二维小波变换之后得到的低频分量R1(m,n)转化到对数空间得到H(x,y)＝logR1(m,n)；
(3)利用高斯滤波系数I(x,y)与H(x,y)做卷积运算得到J(x,y)；
(4)将得到的结果J(x,y)与H(x,y)做加权平均计算得到K(x,y)；
(5)对K(x,y)进行均值方差归一化处理进行灰度值拉伸，得到R'(x,y)＝F×K(x,y)+p，其中F为增益系数，p为R'(x,y)的偏移量；
(6)将R'(x,y)、R2(m,n)、R3(m,n)、R4(m,n)进行二维小波反变换得到处理后的图像R0(x,y)；
(7)安装在不同位置的摄像头采集到的图像都经过上述处理过程进行特征提取，可以得到传送带的轨迹信息G，通过式(1)进行转换可以得到轨迹参数C，将轨迹参数实时的发送给故障报警模块3；
所述轴承箱温度检测模块2进行数据采集包括以下步骤；
S301，根据现场情况，找到轴承箱以及短轴组件能够直接安装固体温度检测设备的地方，进行固体温度检测设备的安装；在轴承箱的支架上安装光感温度检测设备，对准那些不能直接接触安装的短轴组件进行温度的检测；确定固体温度检测装备和光感温度检测装备的安装位置，并在选好的位置上安装温度检测设备；
S302，固体温度检测装备和光感温度检测装备分别对相应的温度数据进行采集。
S303，对采集到的温度数据进行处理，温度数据的处理的方法：将固体温度检测设备和光感温度检测设备采集到的温度数据进行排序，去掉最大的l个去掉最小的l个，其中l＝az，a为精确度系数，z为采集到的数据总数。将剔除之后的温度数据进行平均求值，得到温度数据参数D；将温度数据传送给故障报警模块；
所述故障报警模块3处理包括以下步骤；
S401，分别对来自传送带故障检测模块和轴承箱温度检测模块的数据进行处理，与正常的数据进行对比；
S402，通过公式x±ts来确定正常数据的范围，x为正常数据的均值，t为范围区间参数，s为标准差。来自传送带故障检测模块的数据C和来自轴承箱温度检测模块的数据D，分别判断是否处于对应的传送带正常区间[x1-ts,x1+ts]和温度正常区间[x2-ts,x2+ts]之间，其中x1为传送带正常数据的均值，x2为轴承箱正常温度的均值，如果得到的数据超出了正常数据的区间范围，则警报器发出报警，同时相应的故障信息传递给远程的操作端；
S403，远程操作端的工作人员听到报警信息后，查看相应的故障信息，并根据故障信息进行故障的处理。
本发明的有益效果：
本发明通过在原有的移动式破碎机上加装传送带检测模块、轴承箱温度检测模块和故障报警模块，能够在不影响原有破碎机正常工作的情况下实现对移动式破碎机短轴组件的故障自动检测的功能。有利于提高短轴组件的故障检出效率；有利于故障检测的自动化升级，对现场工作人员的安全作出了一定的保障。传送带检测模块对传送带轨迹信息的自动化采集比传统人工巡检正确率更高，效率也更高。轴承箱温度检测模块对轴承箱的温度进行全覆盖的检测比传统人工检测到的数据更加精确，效率也更高。故障报警模块能够实现对检测到的故障进行报警，并在远程操作端显示故障信息及位置，有利于工作人员的处理效率的提高。
附图说明
图1是该移动式破碎机短轴组件故障检测的装置原理图。
图2是传送带故障检测模块进行数据采集的流程图。
图3是轴承箱温度检测模块进行数据采集的流程图。
图4是故障报警模块的工作流程图。
图5是该移动式破碎机短轴组件故障检测的装置的具体组成图
图中：1、是传送带故障检测模块；2、轴承箱温度检测模块；3、故障报警模块。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种移动式破碎机短轴组件故障检测方法及装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的移动式破碎机短轴组件故障检测装置包括：传送带故障检测模块1、轴承箱温度检测模块2和故障报警模块3。
传送带故障检测模块1：该模块由若干夜视摄像头组成并且与故障报警模块3连接，需要安装在移动式破碎机大小传送带的能够在不影响正常工作的前提下检测出传送带轨迹信息的位置，主要用来采集传送带的轨迹信息和将轨迹信息发送给故障报警模块3。
轴承箱温度检测模块2：该模块由若干固体温度检测设备和光感温度检测设备组成并且与故障报警模块连接，固体温度检测设备安装在能够直接接触安装的轴承箱及短轴组件上，光感温度检测设备安装在不影响轴承箱工作的情况下能够检测那些不能接触的元件的地方，主要用于全方位的检测轴承箱的温度并把温度数据发送给故障报警模块3。
故障报警模块3：该模块由智能诊断设备和警报器组成并且与传送带故障检测模块、轴承箱温度检测模块以及远程操作端相连接，智能诊断设备接收来自传送带检测模块和轴承箱检测模块的数据，可智能识别出数据中的不定因素，且自动查询其归属位置，将故障预测位置的结果发送到配备远程客户端设备并发出警报。
如图2所示，本发明提供的传送带故障检测模块进行数据采集的方法如下：
S201，根据现场的情况，对传送带进行观察分析，确定传送带需要检测的位置，在不影响传送带正常工作的前提下，确定夜市摄像头需要安装的位置，对摄像头进行安装。
S202，根据传送带工作的频率，设定摄像头的采集区间，每隔一个区间进行一次拍照取样。
S203，对采集到的图像进行处理，将图像处理成轨迹信息，对轨迹信息进行转化，轨迹信息转化为轨迹参数。将轨迹参数实时的发送给故障报警模块。
如图3所示，本发明提供的轴承箱温度检测模块进行数据采集的方法如下：
S301，根据现场情况，对轴承箱个组件进行观察分析，确定固体温度检测装备和光感温度检测装备的安装位置，并在选好的位置上安装温度检测设备。
S302，固体温度检测装备和光感温度检测装备分别对相应的温度数据进行采集。
S303，对采集到的数据进行处理，综合得出轴承箱的温度数据，将温度数据传送给故障报警模块。
如图4所示，本发明提供的故障报警模块进行工作的方法如下：
S401，分别对来自传送带故障检测模块和轴承箱温度检测模块的数据进行处理，与正常的数据进行对比。
S402，如果得到的数据超出了正常数据的区间范围，则警报器发出报警，同时相应的故障信息传递给远程的操作端。
S403，远程操作端的工作人员听到报警信息后，查看相应的故障信息，并根据故障信息进行故障的处理。
Claims (7)
1.一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，其特征在于，包括传送带故障检测模块(1)、轴承箱温度检测模块(2)和故障报警模块(3)；
所述传送带故障检测模块(1)用于采集传送带的轨迹信息并将轨迹信息经过一系列的函数变换成轨迹特征参数发送给故障报警模块(3)；
所述轴承箱温度检测模块(2)用于全方位的检测轴承箱的温度并把温度数据发送给故障报警模块(3)；
所述故障报警模块(3)将故障预测位置的结果发送到配备远程客户端设备并发出警报。
2.根据权利要求1所述的一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，其特征在于，所述传送带故障检测模块(1)由若干夜视摄像头组成并且与故障报警模块(3)连接，夜视摄像头一部分安装在移动式破碎机短轴组件的小皮带轮连接的地方，一部分安装物料传送带的支架上面，根据皮带输送机的长度每隔3米安装一个夜视摄像头，摄像头的安装不能对传送带的正常工作运行产生影响，传送带正常运行时，摄像头能够周期的采集传送带轨迹的信息，用于检测出传送带轨迹信息的位置。
3.根据权利要求2所述的一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，其特征在于，所述夜视摄像头从不同的角度对与短轴组件连接的小皮带和传送物料的传送带的运行状况进行检测，采集相应的数据信息，夜视摄像头对传送带的轨迹信息G进行采集，并用轨迹参数C来表征轨迹信息，夜视摄像头采集到的轨迹信息经过一系列的函数变换成轨迹参数，将正常的轨迹参数范围记录到传送带故障检测模块(1)的数据监控记录中，当检测到的轨迹数据与正常的轨迹范围差距大于设定值时，传送带故障检测模块(1)会将异常数据传送给故障报警模块(3)；
4.根据权利要求1所述的一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，其特征在于，所述轴承箱温度检测模块(2)由若干固体温度检测设备和光感温度检测设备组成并且与故障报警模块(3)连接，固体温度检测设备安装在能够直接接触安装的轴承箱及短轴组件上，直接对安装部分进行温度检测；光感温度检测设备安装在轴承箱的支架上面，对不能够直接接触安装固体温度检测设备的短轴组件进行温度检测。
5.根据权利要求1所述的一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，其特征在于，所述故障报警模块(3)由智能诊断设备和警报器组成并且与传送带故障检测模块(1)、轴承箱温度检测模块(2)以及远程操作端相连接，智能诊断设备接收来自传送带检测模块(1)和轴承箱检测模块(2)的数据，可智能识别出数据中的不定因素，且自动查询其归属位置。
6.根据权利要求5所述的一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置，其特征在于，所述智能诊断设备将异常信息和位置信息发送到远程的操作端进行显示供操作人员处理，警报器在检测到异常时能发出报警，提醒操作人员处理异常的信息，通过公式x±ts来确定正常数据的范围，x为正常数据的均值，t为范围区间参数，s为标准差，当从传送带故障检测模块和轴承箱温度检测模块接收到的数据超出了相应的数据区间，就判断发生了故障，故障报警模块会把故障信息发送到远程操作端并发出警报声提醒。
7.基于权利要求1-6所述的一种移动式破碎机短轴组件故障检测装置的检测方法，其特征在于，包括传送带故障检测模块(1)进行数据采集、轴承箱温度检测模块(2)进行数据采集和故障报警模块(3)处理；
所述传送带故障检测模块(1)进行数据采集包括以下步骤；
S201，根据现场的情况，找到移动式破碎机短轴组件的小皮带轮连接的地方安装夜视摄像头对小皮带的偏移及损坏进行检测，在皮带输送机的支架上每隔三米安装一个夜视摄像头，调整好夜视摄像头的角度对准物料输送传送带需要检测的位置，安装的摄像头不能影响传送带的正常工作，在相应的位置上对摄像头进行安装；
S202，根据传送带工作时的传送速率v，设定摄像头的采集区间T，每隔一个区间T进行一次拍照取样；摄像头的采集区间T的设定根据公式T＝S/v来进行设定，其中T为采集区间，单位为秒s；v为传送带的传送速率，单位为m/s；S为采集参数单位为m；现场工作人员可以通过调整采集参数S来调整采集区间T进而实现对采集精度的调节；
S203，对采集到的图像进行处理，图像处理的方法为：
(1)对采集到的图像R(x,y)进行二维小波变换得到低频分量R1(m,n)，水平高频分量R2(m,n)，垂直高频分量R3(m,n)，对角线高频分量R4(m,n)，其中(x,y)为采集到图像的横纵坐标，(m,n)为二维小波变换后的横纵坐标；
(2)将二维小波变换之后得到的低频分量R1(m,n)转化到对数空间得到H(x,y)＝logR1(m,n)；
(3)利用高斯滤波系数I(x,y)与H(x,y)做卷积运算得到J(x,y)；
(4)将得到的结果J(x,y)与H(x,y)做加权平均计算得到K(x,y)；
(5)对K(x,y)进行均值方差归一化处理进行灰度值拉伸，得到R'(x,y)＝F×K(x,y)+p，其中F为增益系数，p为R'(x,y)的偏移量；
(6)将R'(x,y)、R2(m,n)、R3(m,n)、R4(m,n)进行二维小波反变换得到处理后的图像R0(x,y)；
(7)安装在不同位置的摄像头采集到的图像都经过上述处理过程进行特征提取，可以得到传送带的轨迹信息G，通过式(1)进行转换可以得到轨迹参数C，将轨迹参数实时的发送给故障报警模块(3)；
所述轴承箱温度检测模块(2)进行数据采集包括以下步骤；
S301，根据现场情况，找到轴承箱以及短轴组件能够直接安装固体温度检测设备的地方，进行固体温度检测设备的安装；在轴承箱的支架上安装光感温度检测设备，对准那些不能直接接触安装的短轴组件进行温度的检测；确定固体温度检测装备和光感温度检测装备的安装位置，并在选好的位置上安装温度检测设备；
S302，固体温度检测装备和光感温度检测装备分别对相应的温度数据进行采集。
S303，对采集到的温度数据进行处理，温度数据的处理的方法：将固体温度检测设备和光感温度检测设备采集到的温度数据进行排序，去掉最大的l个去掉最小的l个，其中l＝az，a为精确度系数，z为采集到的数据总数。将剔除之后的温度数据进行平均求值，得到温度数据参数D；将温度数据传送给故障报警模块；
所述故障报警模块(3)处理包括以下步骤；
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