【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及圆锥破碎机监测，具体涉及一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法及系统。
技术介绍
1、圆锥破碎机是广泛应用于冶金、矿山、砂石骨料等行业中的物料破碎设备。圆锥破碎机破碎比大、效率高、能耗低，产品粒度均匀，适合中碎和细碎各种矿石、岩石。圆锥破碎机工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。电机通过皮带轮驱动大小圆弧锥齿轮，从而实现动锥绕球面瓦的球心做偏心转动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。然而，圆锥破碎机主轴与偏心套之间有间隙。工作时，主轴与偏心套之间虽有润滑但仍产生摩擦，进而有大量的热量随润滑油带走。当油质变坏、出现偏载或重载、瞬时缺油时，偏心套会因过热而被烧坏甚至烧结，影响到主轴的正常运行，造成运动轨迹异常，出现旋转件异常磨损或损坏，不能正常生产，严重影响生产效率，增加生产成本。但由于偏心套等旋转件检修困难，需要将破碎机拆卸检修，十分耗费时间与人力，定时检修会容易造成过度维修或者是欠维修的情况。
2、圆锥破碎机偏心套磨损严重都是因为润滑不良、偏载和重载导致，导致的原因主要有以下几点：
3、1、润滑不良或污染，造成偏心套与主轴之间间隙因异常磨损增大，从而影响到圆锥破碎机主轴运动轨迹。
4、2、润滑不良或污染，造成机架衬套的异常磨损或断裂，从而影响到圆锥破碎机主轴运动轨迹。
5、3、当给料出现偏载或重载时，易造成破碎力不均，或破碎力超过设计值时，偏心套等旋转件会加剧磨
6、保持润滑部件充分的润滑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，无法保证润滑油一直处于理想的使用状态，往往随着时间的推移出现润滑压力不稳定、润滑油污染严重和润滑油油品变质失效等问题，传统的油液监测只能监测到润滑油的使用状态，而无法对应到润滑部件的状态，往往在发现润滑油中磨粒变多时偏心套等旋转件已经磨损严重甚至已经烧坏了。出现偏载或重载时，破碎机主轴受力不匀匀，会影响到主轴的运行。
7、现有的圆锥破碎机在运行过程中，即使偏心套在运行过程中发生异常磨损也无法有效的在现场进行判断，只有在圆锥破碎机润滑油出现大量磨损颗粒才能间接判断到偏心套或者是轴承齿轮发生了损坏等故障。这种针对偏心套磨损的判断方法是滞后的，且会造成经济损失。通过这种方式判断偏心套磨损往往存在不确定性，无法判断是什么部件的磨损，且在发现问题的时候，磨损已经十分严重了，会直接影响到设备的正常工作。因此针对偏心套等旋转件异常磨损或损坏监测，有必要开发用于圆锥破碎机偏心套智能监测的方法。然而在圆锥破碎机运行过程中，因为偏心套等旋转件处于设备内部，无法直接判断偏心套等旋转件的磨损情况，因此只能采用间接判断旋转件磨损的方法。在圆锥破碎机偏心套等旋转件产生磨损时，圆锥破碎机主轴与偏心套之间的间隙会变大，间隙变大超过一定范围时就会导致圆锥破碎机主轴运动轨迹发生变化，因此可以通过监测圆锥破碎机主轴运动轨迹判断圆锥破碎机偏心套是否发生了磨损。
8、电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。它是一种非接触的线性化计量工具。电涡流传感器系统以非接触式方法测量传感器与被测对象(目标)间的距离，并输出与测量距离成正比的电压信号。测量结果的静态分量为“间隙”，即目标表面与探头之间的绝对距离。测量结果的动态分量为“振动”，即目标靠近或远离探头的周期性运动。将电涡流传感器系统与测量模块组合使用，可以测量旋转轴的振动、偏心率、轴位移、旋转速度等。常用于连续测量或监视高速转轴，如涡轮机、发电机和压缩机，能准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。其特点是长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及预维修。
技术实现思路
1、为了解决现有的圆锥破碎机在运行过程中无法判断其偏心套等旋转件磨损情况的问题，不能在运动轨迹异常前期发现偏心套等旋转件磨损的问题，导致偏心套等旋转件进一步磨损，甚至导致偏心套烧坏烧结最终损坏破碎机设备。本专利技术提供一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法及系统，通过监测圆锥破碎机主轴运动轨迹，判断圆锥破碎机运行状况，判断圆锥破碎机的偏心套的间隙大小，进而得出偏心套等旋转件的磨损情况。
2、本专利技术的技术原理为：圆锥破碎机在图纸设计阶段就已经确定了圆锥破碎机主轴的理想运动轨迹，运动轨迹根据偏心套间隙而改变，决定了圆锥破碎机使用过程中的排料口大小。然而实际现场工作状态的圆锥破碎机主轴运动轨迹往往因为偏心套的磨损导致实际圆锥破碎机主轴运动轨迹与设计的圆锥破碎机主轴运动轨迹不能保持一致，因为偏心套的磨损导致主轴与偏心套之间的间隙发生变化从而影响圆锥破碎机主轴运动轨迹。在圆锥破碎机主轴运动轨迹发生改变时，因为主轴以及偏心总成都是处于圆锥破碎机内部的，因此通过现场人员或者摄像头是难以发现圆锥破碎机的异常运行状态，只有通过传感器对主轴运动轨迹进行实时监测，并根据监测数据绘制成圆锥破碎机主轴运动轨迹，然后通过对比正常工作状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹与异常圆锥破碎机主轴运动轨迹才能发现故障，并且在发现异常圆锥破碎机主轴运动轨迹之后，结合历史数据可以计算出偏心套磨损情况。
3、本专利技术的一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，测量不同运行状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，以构建圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库，通过监测实时圆锥破碎机主轴运动轨迹，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库对比，检索与实时圆锥破碎机主轴运动轨迹相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹，相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹所对应的工作状况即为当前圆锥破碎机的运行状态。
4、进一步优选，测量不同运行状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，以构建圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库包括：
5、测量并记录圆锥破碎机在空载或者均匀带载且偏心套未发生磨损的情况下的圆锥破碎机主轴运动轨迹；
6、测量并记录在破碎腔不均匀带载或重载的情况下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，并记录时间和对应的破碎腔物料分布情况图片及视频；
7、测量并记录在偏心套磨损时圆锥破碎机主轴运动轨迹，并时间和对应的偏载图片及视频记录。
8、进一步优选，在圆锥破碎机实时监测过程中，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹和对应的运行状态数据补充到圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库中，以不断丰富的圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库。
9、进一步地，在实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与正常圆锥破碎机主轴运动轨迹或者前一时刻圆锥破碎机主轴运动轨迹的差值超过设定阈值的情况下，进行报警，提醒圆锥破碎机主轴运行状态异常，并输出圆锥破碎机允许参数和当前允许照片，并检索圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库中最相似的情况给出初本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，测量不同运行状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，以构建圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库，通过监测实时圆锥破碎机主轴运动轨迹，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库对比，检索与实时圆锥破碎机主轴运动轨迹相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹，相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹所对应的工作状况即为当前圆锥破碎机的运行状态。
2.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，测量不同运行状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，以构建圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库包括：测量并记录圆锥破碎机在空载或者均匀带载且偏心套未发生磨损的情况下的圆锥破碎机主轴运动轨迹；
3.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，在圆锥破碎机实时监测过程中，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹和对应的运行状态数据补充到圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库中，以不断丰富的圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库。
4.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法
5.根据权利要求4所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，判断实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与正常圆锥破碎机主轴运动轨迹的差值是否超过设定阈值的过程如下：
6.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，根据圆锥破碎机主轴运动轨迹的变化情况判断偏心套的磨损速度，以及进一步计算出偏心套的磨损程度以及剩余使用寿命。
7.根据权利要求6所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，使用正常运行且偏心套未发生磨损时的圆锥破碎机主轴运动轨迹，然后监测偏心套不同磨损量时的圆锥破碎机主轴运动轨迹，将不同磨损量时的圆锥破碎机主轴运动轨迹与正常运行且偏心套未发生磨损时的圆锥破碎机主轴运动轨迹进行比较，得到不同磨损量时的长短轴值、位移变化值以及角度值变化曲线；将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与正常运行且偏心套未发生磨损时的圆锥破碎机主轴运动轨迹比较，得出长短轴值、位移变化值以及角度值，再根据不同磨损量时的长短轴值、位移变化值以及角度值变化曲线反推磨损量。
8.根据权利要求6所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，根据实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与历史圆锥破碎机主轴运动轨迹进行相似度比较，找到相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹，所对应的磨损量即初步判断为当前偏心套磨损量。
9.一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析系统，其特征在于，包括电涡流式传感器、数据采集装置和工控机或云端平台，电涡流式传感器用于用于测量主轴在径向平面内的X轴位移和Y轴位移，数据采集装置用于将所测量的X轴位移和Y轴位移传输至工控机，工控机或云端平台内置数据分析模块，数据分析模块用于汇总X轴位移和Y轴位移并绘制圆锥破碎机主轴运动轨迹，并根据圆锥破碎机主轴运动轨迹判断判断圆锥破碎机运行状态；通过监测实时圆锥破碎机主轴运动轨迹，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库对比，检索与实时圆锥破碎机主轴运动轨迹相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹，相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹所对应的工作状况即为当前圆锥破碎机的运行状态。
10.根据权利要求9所述的一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析系统，其特征在于，电涡流传感器探头通过安装支座安装，并保持与主轴被测量基准面一定距离，电涡流传感器探头的线缆则通过主轴上机架连接到电涡流传感器的前置器，通过线缆汇总到圆锥破碎机外部接线端子箱处，接线端子箱连接数据采集装置，通过数据采集装置将实时数据传输到工控机。
...【技术特征摘要】
1.一种圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，测量不同运行状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，以构建圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库，通过监测实时圆锥破碎机主轴运动轨迹，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库对比，检索与实时圆锥破碎机主轴运动轨迹相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹，相似度最高的历史圆锥破碎机主轴运动轨迹所对应的工作状况即为当前圆锥破碎机的运行状态。
2.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，测量不同运行状态下的圆锥破碎机主轴运动轨迹，以构建圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库包括：测量并记录圆锥破碎机在空载或者均匀带载且偏心套未发生磨损的情况下的圆锥破碎机主轴运动轨迹；
3.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，在圆锥破碎机实时监测过程中，将实时圆锥破碎机主轴运动轨迹和对应的运行状态数据补充到圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库中，以不断丰富的圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库。
4.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，在实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与正常圆锥破碎机主轴运动轨迹或者前一时刻圆锥破碎机主轴运动轨迹的差值超过设定阈值的情况下，进行报警，提醒圆锥破碎机主轴运行状态异常，并输出圆锥破碎机允许参数和当前允许照片，并检索圆锥破碎机主轴运动轨迹特征数据库中最相似的情况给出初步判断的故障问题和维修建议。
5.根据权利要求4所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，判断实时圆锥破碎机主轴运动轨迹与正常圆锥破碎机主轴运动轨迹的差值是否超过设定阈值的过程如下：
6.根据权利要求1所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分析方法，其特征在于，根据圆锥破碎机主轴运动轨迹的变化情况判断偏心套的磨损速度，以及进一步计算出偏心套的磨损程度以及剩余使用寿命。
7.根据权利要求6所述的圆锥破碎机主轴运动轨迹监测及分...
【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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