【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于振动筛，涉及一种振动筛运行轨迹监测及故障分析方法。
技术介绍
1、振动筛是冶金、煤炭、矿山等行业中不可缺少的物料分级设备。振动筛按振动器的型式可分为单轴振动筛、双轴振动筛和箱式振动器振动筛。单轴振动筛是利用单不平衡重激振使筛箱振动，筛面倾斜，筛箱的运动运行轨迹一般为圆形或者椭圆形。双轴或箱式振动筛是利用同步异向回转的双不平衡重激振，筛面水平或缓倾斜，筛箱的运动运行轨迹为圆形或直线。该监测方法适用于上述所有振动筛的运行轨迹的监测分析。
2、振动筛工作时由电机带动振动器激振，振动器在工作过程中振动器内部的偏心块产生的激振力带动筛框以一定的运行轨迹进行运行，筛框根据设计的运行轨迹，将筛框上的物料通过筛网进行筛分分级。然而在振动筛的使用过程中往往会因为一些错误的使用方式或者是随着设备使用时间产生的故障导致振动筛在运行过程中无法按照设计的振动运行轨迹进行工作，如果不能及时发现振动异常的问题长此以往就会持续降低振动筛筛分效率，甚至引起筛箱开裂，横梁断裂以及振动器损坏等一系列问题，拖延工程进度，造成巨大的经济损失。
3、现有的振动筛在图纸设计阶段就已经确定了振动筛的理想运行轨迹，运行轨迹的不同决定了振动筛使用在不同的使用场合。然而实际现场工作状态的振动筛运行轨迹不可能一直与设计的运行轨迹保持一致，原因是实际带料运行工况是十分复杂的，在出现入料偏载或者料层过厚等情况都会导致振动筛的运行轨迹发生改变，然而通过现场人员或者摄像头确难以及时发现这些问题，只有长期偏载或者过载导致振动筛发生故障甚至开裂时现场人员才能
技术实现思路
1、本专利技术的目的为了解决现有的振动筛在运行过程中无法有效的监测筛框的运行轨迹问题，不能在运行轨迹异常前期发现问题，并解决问题，导致长时间使振动筛处于不合理的运行状态，振动筛的筛分效率将降低并且进一步损坏设备。根据振动筛设备生产厂家的经验，振动筛损坏的绝大多数原因都是现场对设备的使用不当，均匀合理的给料以及合适的给料高度都是让设备拥有更长的使用寿命的基本保证。但因矿山生产现场工况复杂多变，无法保证振动筛一直处于理想的使用条件，往往随着时间的推移出现给料不均、筛孔堵塞和弹簧老化失效等问题，现场往往因无法及时发现这些问题导致振动筛进一步损坏。针对以上描述的问题，本专利技术提供一种振动筛运行轨迹监测及故障分析方法。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，在振动筛运作期间，通过加速度传感器实时监测振动筛筛框的不同方向的振动情况，将监测信息输送至数据采集模块，通过数据采集模块将振动数据输出到工控机，根据振动数据计算筛框运行轨迹，通过对入料端两侧以及出料端两侧的运行轨迹分析来判断振动筛是否处于正常的运行状态，并通过与历史运行轨迹对比进行故障分析，以判断振动筛偏载、过载、筛孔堵塞、弹簧失效等故障特征，及时排除故障，防止振动筛进一步受损。
3、进一步优选，加速度传感器的布置方式为：以面朝振动筛物料料流方向为基准，分别在振动筛筛框入料端左侧、入料端右侧、出料端左侧和出料端右侧四个监测点位布置加速度传感器，每个监测点位布置三个加速度传感器，三个加速度传感器分别对准三个方向分别为：垂直筛面方向、平行筛面方向和垂直侧板方向，三个方向互相垂直相交于一个原点处于同一空间坐标系。
4、进一步优选，所述加速度传感器为压电式振动加速度传感器。
5、进一步优选，筛框运行轨迹的计算方式为：以垂直筛面方向的振动数据绘制为筛框运行轨迹的y方向，以平行筛面方向的振动数据为筛框运行轨迹的x方向，通过x方向以及y方向数据绘制振动筛筛框四个监测点位的运行轨迹图。
6、进一步优选，所述故障分析的方法为：在振动筛空载或者均匀带载的情况下，入料端两侧运行轨迹基本保持一致，出料端两侧运行轨迹基本保持一致，同一端左右两侧监测点位布置高度保持一致；在实时监测筛框运行轨迹的时候，通过对比同一端左右运行轨迹的长轴、短轴和形状，得出振动筛的带载情况；在偏载的情况下，同一端左右两侧运行轨迹发生变化，记录运行轨迹变化情况；同理，在振动筛故障时，也记录运行轨迹变化情况，最终形成运行轨迹变化对应故障特征的数据库，在实时运行轨迹发生变化时，通过振动数据分析系统检索对应的历史运行轨迹变化数据，判断该运行轨迹变化对应的故障问题。
7、进一步优选，生产现场振动筛运行过程中，通过现场安装布置的数据采集模块，将振动筛筛框入料端两侧及出料端两侧一共四个监测点位的振动数据采集并通过网关将采集的振动数据以无线网络传输至云端平台。云端平台部署振动数据分析系统，振动数据分析系统将对采集的数据进行处理分析，使用垂直筛面方向、平行筛面方向的振动数据绘制振动筛筛框的运行轨迹，对比入料端两侧运行轨迹及出料端两侧运行轨迹，通过运行轨迹的水平位移值、垂直位移值以及角度值，来判断两侧运行轨迹的差异，对比正常状态下振动筛的带料运行轨迹，从而推测出振动筛的运行状态。
8、进一步优选，运行轨迹分析系统进行运行轨迹分析判断的逻辑思维是：通过安装于入料端两侧及出料端两侧传感器单元中的振动加速度传感器测量设备正常运行状态下的筛框运行轨迹数据，包括正常运行状态下的筛框运行轨迹的水平位移值(短轴)x0、垂直位移值(长轴)y0以及角度值a0；获取实时运行状态下的筛框运行轨迹的水平位移值(短轴)x、垂直位移值(长轴)y以及角度值a。根据现场振动筛正常运行轨迹数据的波动范围输入水平位移最大差值△xmax、垂直位移最大差值△ymax、角度值最大差值△amax。
9、实时差值的计算方式为：
10、水平向位角位移差值△x＝|x-x0|；
11、垂直向位角位移差值△y＝|y-y0|；
12、角度值差值△a＝|a-a0|。
13、对比振动筛实时差值与最大合理差值。是否存在实时差值△x＞△xmax，△y＞△ymax，△a＞△amax，若存在一个实时差值大于最大差值，则判断振动筛处于不正常的运行状态，输出异常对比参数其中包括水平位移值、垂直位移值以及角度值以及筛框运行轨迹图形；分析导致筛框运行轨迹异常的原因以及合理的解决方案，将故障数据归档并输出故障报表。
14、进一步优选，采用运行轨迹分析系统进行故障分析，所属运行轨迹分析系统中构建基于最小二乘支持向量机的故障分析模型，处理步骤如下：
15、步骤s1：以振动筛筛框四个监测点位的运行轨迹图作为特征属性构建振动筛筛框运行轨迹数据集d，并对振动筛筛框运行轨迹数据集进行标注，正常为0，异常为1；
16、第i个时间段的振动筛筛框运行轨迹数据di＝{di1,di2,di3,di4}；di1,di2,di3,di4分别为第i个时间段入料端左侧、入料端右侧、出料端左侧和出料端右侧的运行轨迹；n个时间段的振动筛筛框运行轨迹数据集表示如下：
17、
18、步骤s2：通过cnn网络对振本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，在振动筛运作期间，通过加速度传感器实时监测振动筛筛框的不同方向的振动情况，将监测信息输送至数据采集模块，通过数据采集模块将振动数据输出到工控机，根据振动数据计算筛框运行轨迹，通过对入料端两侧以及出料端两侧的运行轨迹分析来判断振动筛是否处于正常的运行状态，并通过与历史运行轨迹对比进行故障分析，以判断故障特征。
2.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，加速度传感器的布置方式为：以面朝振动筛物料料流方向为基准，分别在振动筛筛框入料端左侧、入料端右侧、出料端左侧和出料端右侧四个监测点位布置加速度传感器，每个监测点位布置三个加速度传感器，三个加速度传感器分别对准三个方向分别为：垂直筛面方向、平行筛面方向和垂直侧板方向，三个方向互相垂直相交于一个原点处于同一空间坐标系。
3.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，所述加速度传感器为压电式振动加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，筛框运行轨迹的计算方式
5.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，所述故障分析的方法为：在振动筛空载或者均匀带载的情况下，入料端两侧运行轨迹基本保持一致，出料端两侧运行轨迹基本保持一致，同一端左右两侧监测点位布置高度保持一致；在实时监测筛框运行轨迹的时候，通过对比同一端左右运行轨迹的长轴、短轴和形状，得出振动筛的带载情况；在偏载的情况下，同一端左右两侧运行轨迹发生变化，记录运行轨迹变化情况；同理，在振动筛故障时，也记录运行轨迹变化情况，最终形成运行轨迹变化对应故障特征的数据库，在实时运行轨迹发生变化时，通过振动数据分析系统检索对应的历史运行轨迹变化数据，判断该运行轨迹变化对应的故障问题。
6.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，生产现场振动筛运行过程中，通过现场安装布置的数据采集模块，将振动筛筛框入料端两侧及出料端两侧一共四个监测点位的振动数据采集并通过网关将采集的振动数据以无线网络传输至云端平台；云端平台部署振动数据分析系统，振动数据分析系统将对采集的数据进行处理分析，使用垂直筛面方向、平行筛面方向的振动数据绘制振动筛筛框的运行轨迹，对比入料端两侧运行轨迹及出料端两侧运行轨迹，通过运行轨迹的水平位移值、垂直位移值以及角度值，来判断两侧运行轨迹的差异，对比正常状态下振动筛的带料运行轨迹，从而推测出振动筛的运行状态。
7.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，运行轨迹分析系统进行运行轨迹分析判断的逻辑思维是：通过安装于入料端两侧及出料端两侧传感器单元中的振动加速度传感器测量设备正常运行状态下的筛框运行轨迹数据，包括正常运行状态下的筛框运行轨迹的水平位移值X0、垂直位移值Y0以及角度值a0；获取实时运行状态下的筛框运行轨迹的水平位移值X、垂直位移值Y以及角度值a；根据现场振动筛正常运行轨迹数据的波动范围输入水平位移最大差值△Xmax、垂直位移最大差值△Ymax、角度值最大差值△amax；实时差值的计算方式为：
8.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，采用运行轨迹分析系统进行故障分析，所属运行轨迹分析系统中构建基于最小二乘支持向量机的故障分析模型，处理步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，在振动筛运作期间，通过加速度传感器实时监测振动筛筛框的不同方向的振动情况，将监测信息输送至数据采集模块，通过数据采集模块将振动数据输出到工控机，根据振动数据计算筛框运行轨迹，通过对入料端两侧以及出料端两侧的运行轨迹分析来判断振动筛是否处于正常的运行状态，并通过与历史运行轨迹对比进行故障分析，以判断故障特征。
2.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，加速度传感器的布置方式为：以面朝振动筛物料料流方向为基准，分别在振动筛筛框入料端左侧、入料端右侧、出料端左侧和出料端右侧四个监测点位布置加速度传感器，每个监测点位布置三个加速度传感器，三个加速度传感器分别对准三个方向分别为：垂直筛面方向、平行筛面方向和垂直侧板方向，三个方向互相垂直相交于一个原点处于同一空间坐标系。
3.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，所述加速度传感器为压电式振动加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，筛框运行轨迹的计算方式为：以垂直筛面方向的振动数据绘制为筛框运行轨迹的y方向，以平行筛面方向的振动数据为筛框运行轨迹的x方向，通过x方向以及y方向数据绘制振动筛筛框四个监测点位的运行轨迹图。
5.根据权利要求1所述的振动筛运行轨迹监测及故障分析方法，其特征在于，所述故障分析的方法为：在振动筛空载或者均匀带载的情况下，入料端两侧运行轨迹基本保持一致，出料端两侧运行轨迹基本保持一致，同一端左右两侧监测点位布置高度保持一致；在实时监测筛框运行轨迹的时候，通过对比同一端左右运行轨迹的长轴、短轴和形状，得出振动筛的带载情况；在偏载的情况下，同一端左右两侧运行轨迹发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟志，刘跃庆，曾栋材，胡俊，吴宗杨，
申请(专利权)人：南昌矿机集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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