一种掘进机截齿可靠性分析方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种掘进机截齿可靠性分析方法和系统。本发明专利技术通过构建整体可靠性函数模型能够更好的反映自然磨损和随机载荷对截齿退化过程的综合影响。并且，为了更好地反映随机冲击对自然退化过程的影响，本发明专利技术首次提出了同时考虑冲击强度、冲击持续时间和冲击持续时间内变速率加速退化过程的冲击退化量模型，基于冲击退化量模型生成的可靠性函数模型，不仅是现有模型的推广，而且可以应用于考虑冲击强度、冲击持续时间和冲击持续时间内变速率加速退化过程的部件或系统的可靠性进行精确分析，还能够为采掘机械截齿的可靠性改进和设计优化提供了指导。化提供了指导。化提供了指导。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进机截齿可靠性分析方法和系统


[0001]本专利技术涉及掘进机截齿数据分析
，特别是涉及一种掘进机截齿可靠性分析方法和系统。

技术介绍

[0002]对于采掘机械装备，截割机构是煤岩截割过程中的核心部件，其中镐型截齿直接与煤岩相互作用，其磨损程度直接决定了采掘机械的工作效率、安全可靠性和使用寿命。据研究学者粗略统计，中国每万吨煤消耗截齿400～1300把，若按每把截齿平均价格100元及年煤炭总产量为40亿吨计算，则全国煤炭行业每年在截齿上所消耗的资金巨大，约为160～520亿。若能提高其可靠性，降低其消耗量，将会产生巨大的经济效益。
[0003]现阶段虽然对退化过程和冲击强度之间的相关性进行了广泛的研究，但没有一个同时考虑到冲击持续时间和持续时间内变速率影响的技术方案来对掘进机截齿的可靠性进行精确分析。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种考虑变加速退化过程的掘进机截齿可靠性分析方法和系统，以提高掘进机截齿可靠性分析的精确性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种掘进机截齿可靠性分析方法，包括：
[0007]获取待分析掘进机截齿的单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间；
[0008]根据所述单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间确定掘进机截齿的退化量；所述掘进机截齿的退化量包括：自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量、冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量和冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量；
[0009]根据所述退化量确定概率密度函数；所述概率密度函数包括：第一概率密度函数、第二概率密度函数和第三概率密度函数；
[0010]根据所述概率密度函数确定掘进机截齿总退化量的概率密度函数；
[0011]根据所述概率密度函数和所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定掘进机截齿的可靠性函数；所述可靠性函数包括：未发生冲击时掘进机截齿的可靠性函数、冲击次数未达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数和冲击次数达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数；
[0012]根据所述可靠性函数确定掘进机截齿的整体可靠性函数；
[0013]根据所述掘进机截齿的整体可靠性函数确定掘进机截齿的磨损程度，以生成掘进机截齿的可靠性分析结果。
[0014]优选地，所述根据所述单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间确定掘进机截齿的退化量，具体包括：
[0015]基于单位时间磨损量确定自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量，记为第一退化量；
[0016]基于冲击幅值确定冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量，记为第二退化量；
[0017]基于单位时间磨损量、冲击幅值和冲击持续时间确定冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量，记为第三退化量。
[0018]优选地，所述根据所述退化量确定概率密度函数，具体包括：
[0019]根据所述第一退化量确定第一概率密度函数；
[0020]根据所述第二退化量确定第二概率密度函数；
[0021]根据所述第三退化量确定第三概率密度函数。
[0022]优选地，所述根据所述概率密度函数确定掘进机截齿的可靠性函数，具体包括：
[0023]根据所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定掘进机截齿的幸存概率；
[0024]根据所述第一概率密度函数确定第一可靠性函数；所述第一可靠性函数为未发生冲击时掘进机截齿的可靠性函数；
[0025]根据所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定第二可靠性函数；所述第一可靠性函数为冲击次数未达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数；
[0026]根据所述幸存概率确定第三可靠性函数；所述第三可靠性函数为冲击次数达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数。
[0027]优选地，所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数为f
X
(x|N(t)＝m)：
[0028][0029]其中，为第一概率密度函数，为第二概率密度函数，为第三概率密度函数，N(t)为冲击次数，m为正整数，S1为冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量，S2为冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量，x1为自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量。
[0030]优选地，所述掘进机截齿的整体可靠性函数为R(t)：
[0031]R(t)＝R
SF
(t)+R
SF
(t)R
HF
(t)
[0032]其中，R
SF
(t)为未发生冲击时掘进机截齿的可靠性函数，R
SF
(t)为冲击次数未达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数，R
HF
(t)为冲击次数达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术提供的掘进机截齿可靠性分析方法，通过构建整体可靠性函数模型能够更好的反映自然磨损和随机载荷对截齿退化过程的综合影响。并且，为了更好地反映随机冲击对自然退化过程的影响，本专利技术首次提出了同时考虑冲击强度、冲击持续时间和冲击持续时间内变速率加速退化过程的冲击退化量模型，基于冲击退化量模型生成的可靠性函数模型，不仅是现有模型的推广，而且可以应用于考虑冲击强度、冲击持续时间和冲击持续时间内变速率加速退化过程的部件或系统的可靠性进行精确分析，还能够为采掘机械截齿的可靠性改进和设计优化提供了指导。
[0035]此外，对应于上述提供的掘进机截齿可靠性分析方法，本专利技术还提供了一种掘进机截齿可靠性分析系统，该系统包括：
[0036]获取模块，用于获取待分析掘进机截齿的单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间；
[0037]退化量确定模块，用于根据所述单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间确定掘进机截齿的退化量；所述掘进机截齿的退化量包括：自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量、冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量和冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量；
[0038]概率密度函数确定模块，用于根据所述退化量确定概率密度函数；所述概率密度函数包括：第一概率密度函数、第二概率密度函数和第三概率密度函数；
[0039]总退化量的概率密度函数确定模块，用于根据所述概率密度函数确定掘进机截齿总退化量的概率密度函数；
[0040]可靠性函数确定模块，用于根据所述概率密度函数和所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定掘进机截齿的可靠性函数；所述可靠性函数包括：未发生冲击时掘进机截齿的可靠性函数、冲击次数未达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数和冲击次数达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数；
[0041]整体可靠性函数确定模块，用于根据所述可靠性函数确定掘进机截齿的整体可靠性函数；
[0042]可靠性分析结果生成模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掘进机截齿可靠性分析方法，其特征在于，包括：获取待分析掘进机截齿的单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间；根据所述单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间确定掘进机截齿的退化量；所述掘进机截齿的退化量包括：自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量、冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量和冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量；根据所述退化量确定概率密度函数；所述概率密度函数包括：第一概率密度函数、第二概率密度函数和第三概率密度函数；根据所述概率密度函数确定掘进机截齿总退化量的概率密度函数；根据所述概率密度函数和所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定掘进机截齿的可靠性函数；所述可靠性函数包括：未发生冲击时掘进机截齿的可靠性函数、冲击次数未达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数和冲击次数达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数；根据所述可靠性函数确定掘进机截齿的整体可靠性函数；根据所述掘进机截齿的整体可靠性函数确定掘进机截齿的磨损程度，以生成掘进机截齿的可靠性分析结果。2.根据权利要求1所述的掘进机截齿可靠性分析方法，其特征在于，所述根据所述单位时间磨损量、受冲击的冲击幅值和冲击持续时间确定掘进机截齿的退化量，具体包括：基于单位时间磨损量确定自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量，记为第一退化量；基于冲击幅值确定冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量，记为第二退化量；基于单位时间磨损量、冲击幅值和冲击持续时间确定冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量，记为第三退化量。3.根据权利要求2所述的掘进机截齿可靠性分析方法，其特征在于，所述根据所述退化量确定概率密度函数，具体包括：根据所述第一退化量确定第一概率密度函数；根据所述第二退化量确定第二概率密度函数；根据所述第三退化量确定第三概率密度函数。4.根据权利要求3所述的掘进机截齿可靠性分析方法，其特征在于，所述根据所述概率密度函数确定掘进机截齿的可靠性函数，具体包括：根据所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定掘进机截齿的幸存概率；根据所述第一概率密度函数确定第一可靠性函数；所述第一可靠性函数为未发生冲击时掘进机截齿的可靠性函数；根据所述掘进机截齿总退化量的概率密度函数确定第二可靠性函数；所述第一可靠性函数为冲击次数未达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数；根据所述幸存概率确定第三可靠性函数；所述第三可靠性函数为冲击次数达到预设次数时掘进机截齿的可靠性函数。5.根据权利要求4所述的掘进机截齿可靠性分析方法，其特征在于，所述掘进机截齿总
退化量的概率密度函数为f
X
(x|N(t)＝m)：其中，为第一概率密度函数，为第二概率密度函数，为第三概率密度函数，N(t)为冲击次数，m为正整数，S1为冲击造成的瞬时退化过程中掘进机截齿的退化量，S2为冲击造成的变速度加速退化过程中掘进机截齿的退化量，x1为自然磨损退化过程中掘进机截齿的退化量。6.根据权利要求1所述的掘进机截齿可靠性分析方法，其特征在于，所述掘进机截齿的整体可靠性函数为R(t)：R(t)＝R
SF
(t)+R
SF
(t)R
HF<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔宇，钮晨光，李聪明，熊晓燕，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：