1881_Ø2700×3600型球磨机上料系统设计

1881_27003600型球磨机上料系统设计,球磨机,系统,设计 黄河科技学院本 科 毕 业 设 计 任 务 书工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 08 级 3 班学 号 080105628 学生 李双权 指 导 教 师 闫 存 富 毕业设计题目27003600 型球磨机上料系统设计 毕业设计工作内容与基本要求（目标、任务、途径、方法，应掌握的原始资料（数据） 、参考资料（文献）以及设计技术要求、注意事项等）一、设计技术要求、原始资料（数据） 、参考资料（文献） 1、设计要求：主要是球磨机上料系统的结构设计，以结构设计和关键零部件设计为主线，以理论计算及计算机辅助设计为辅的综合性题目。2、参考文献：机械设计,金属工艺学及热处理、机械设计手册、机械工程手册等资料。 二、设计目标与任务 1、查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇；编写文献综述。2、翻译外文科技资料，不少于 3000 字。3. 完成开题报告。4、完成球磨机上料系统总体结构设计，绘制装配图、部件图和零件图，折合A1 图纸 3 张以上。5、编写设计说明书，不少于 8000 汉字。 三、时间安排13 周 完成开题报告、文献翻译、文献综述等411 周 完成总体设计、撰写说明书等1213 周 修改论文、资格审查等14 周 毕业答辩毕业设计时间： 2011 年 12 月 15 日至 2012 年 4 月 30 日计 划 答 辩 时 间： 2012 年 5 月 19 日专业（教研室）审批意见：审批人签名：黄河科技学院毕业设计开题报告表课题名称 27003600 型球磨机上料系统设计课题来源 教师拟订 课题类型 AX 指导教师 闫 存 富学生姓名 李双权 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105628一、调研资料的准备由于本设计牵涉的知识面较广，在设计过程中会涉及到大量的分析，设计较为复杂，需要进行详尽的资料收集、加工与整理。在做本课题时，首先需要查阅所学过的专业书籍资料，如机械设计、机械制图、机械制造工艺学、机械原理、画法几何、金属工艺学及热处理、机械工程手册 与毕业设计指导等以及与设计相关的手册；再次，可以广泛的搜索网络资源，结合实际，查找有关球磨机上料系统的知识，如概念，结构，组成，发展趋势等等，由此进行符合本课题要求的设计。 二、设计的目的和要求毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节，通过该设计过程，可以检验学生所学的知识，同时培养学生处理工程中实际问题的能力，因此意义特别重大。设计要求主要是球磨机上料系统的结构设计，以结构设计和关键零部件设计为主线，以理论计算及计算机辅助设计为辅的综合性题目。做课题时，需要查阅机械制图、机械设计、力学、机床设计手册等资料和 CAD 绘图相关资料，综合分析使用，进行设计。三、设计的思路与预期成果1、设计的思路球磨机的上料系统主要由料仓、给料机、带式输送机和辅助的工艺金属结构件 (漏斗、溜槽) 等组成，有的料仓还有助流装置。给料系统按配置方式分有单一式 (即一个料仓对应一台球磨机) 和集中式 (即多个料仓对应一台球磨机) 两种。了解球磨机上料系统的运转情况，培养自己发现问题、分析问题、解决问题的能力。对上料系统的方案进行功能分析，进行方案的设计准确的上料系统的输送带选型、拉紧装置、驱动装置、清扫装置的选型。完成这些机械设备、部件和电气设备等。了解掌握上料系统的输送机各种保护的原理并选择相应的保护装置，进行完成设计要求。2、预期成果（1）查阅文献资料不少于 12 篇，其中外文资料不少于 2 篇；编写文献综述（不少于 3000 字）。（2）翻译外文科技资料，不少于 3000 字。（3）完成球磨机上料系统总体结构设计，绘制装配图、部件图和零件图，折合 A1 图纸 3 张以上。（4）编写设计说明书，不少于 8000 汉字。 （5）刻录包含本次设计的所有内容的光盘一张四、任务完成的阶段内容及时间安排1 周2 周 收集设计资料并完成开题报告3 周4 周 完成英文资料翻译并写出文献综述5 周6 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计7 周13 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书14 周 修改整理，准备答辩五、完成设计所具备的条件因素1、通过四年的机械专业知识的学习与积累,已具备进行设计的基础；2、通过毕业导师的指导，设计中遇到的问题可以向导师请教，听求导师的建议；3、通过四年来的本专业的实习和课程设计经验，有一定的实践基础；4、有相关类似的教材以及网络资源可供参考。指导教师签名： 日期：课题来源：（1）教师拟订；（2）学生建议；（3）企业和社会征集；（4）科研单位提供课题类型：（1）A工程设计（艺术设计） ；B技术开发；C软件工程；D理论研究；E调研报告（2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题要求（1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。 毕业设计文献综述院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 李 双 权指 导 教 师 闫 存 富2012 年 03 月 10 日 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 1 页带式输送机设计摘要：带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小、优质、高效、工艺适应性广的技术特色等优点，深受制造业的重视，在煤矿、工程运输等高技术领域及机械制造、煤矿开采、汽车制造等产业部门一直有着广泛的应用。近些年，带式输送机又在其他一些产业部门表现出具有巨大的潜力和广阔的市场应用前景。关键词：全封闭带式输送机、螺旋拉紧装置、前言矿用带式输送机有：通用普通型带式输送机、矿用吊挂式带式输送机、可伸缩带式输送机、钢丝绳芯带式输送机和钢丝绳牵引带式输送机。是矿井巷道、矿井地面、露天矿及选矿厂广泛采用的连续式运输设备。它具有：运输能力大、运送距离长、运行阻力小、噪声低，运行平稳等一系列优点。吊挂式带式输送机更具有结构简单，使用钢材少，便于安装等特点适合于井下采区使用。钢丝绳芯带式输送机，由于胶带牵引能力增大，单机长度大为增加；钢丝绳牵引带式输送机，由于牵引机构内钢丝绳来承担，不仅长度大为增加，还可以利用它运送人员。带式输送机可以用于水平及倾斜运榆，通常情况下，沿倾斜向上运送原煤时，倾角不能大于 18，向下运输时，倾角不得大于 15，运送附着性和粘着性较大的物料时，倾角还可以大一些。带式输送机的优点是结构简单，运输能力大，工作阻力小，耗电量小，耗电量约为刮板输送机的 1/31/5。由于运输过程中，货载与胶常一起移动，货载的破碎性小。国内外的生产实践证明，带式输送机无论在运输能力方面，还是在经济指标方面都是一种较先进的运输设各。耗电量低，约为刮扳输送故磨损小。在胶带输送机运输方面，近年来，国内外胶带输送机向着长距离、大运量、高速度、大功率、低能耗方向发展。如北非撒哈拉大沙漠的磷矿石运输采用 10 台钢丝绳芯胶带输送机组成输送线，远距达 100km；美国的河湖胶带运输线长达 169km;西德的莱 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 2 页茵褐煤矿山公司费尔图纳露天煤矿使用的目前世界上胶带宽度最宽，运输能力最大的胶带输送机，其带宽达 6.4m，每小时运输能力达 1.6104t。为实现长距离无转载连续运输，在发展长运输线的同时，单机长度也在不断提高。如日本设计使用的一台输送机，单机长度达 15.5km。在德国已采有 730 mmin 的高速胶带机等。我国生产的带式输送机技术水平也有很大提高，如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产、高效工作面平巷可伸缩带式输送机均填补了国内空白，并对带式输送机的关键技术及其主要部件进行了理论研究和产品开发，研究成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。1.带式输送机的技术现状与发展趋势1.1 国外带式输送机技术现状国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是长距离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表 1 所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几个特点：1、设备大型化。2、应用动态分析技术和机电一体化。3、输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。4、新型、高可靠性关键元部件技术。 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 3 页表 1 国外带式输送机的主要技术指标主参数顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m 60007500 6000带速/ 1.ms4.56 47, 最高达 10输送量/ th35005000 40005000驱动功率/kW 15004000 35007000，最大达 150001.2 国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白，并对带式输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器。目前，我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表 2 所示表 2 国内带式输送机的主要技术指标主参数 顺槽可伸缩带式输送机大巷与斜井固定式强力带式输送机运距/m 20003000 3000带速/ 1.ms3.54 45, 最高达 8输送量/ th25003000 30004000驱动功率/kW12002000 15003000，最大达 10000 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 4 页1.3 国内外带式输送机技术的差距及发展趋势带式输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率带式输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制约大型带式输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究带式输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统（一般取 n=10 左右） ，与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离带式输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了带式输送机动态设计方法和应用软件，在大型输送机上对输送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型带式输送机的设计达到了最高水平（输送带安全系数 n=56） ，并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量带式输送机由于功率大、距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速度 0.30.1 m/s2，解决承载带与驱动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离带式输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率带式输送机除了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。当电机功率50 kW 时， 可控启动传输 (用于大惯性负载平滑启动的多级减速齿轮装置,多用于煤矿和矿山中带式输送机的驱动)显示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而成（即粘性传动） 。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可达 98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。我国带式输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩带式输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 5 页有着很大差距。(1)装机功率 我国工作面顺槽可伸缩带式输送机最大装机功率为 4250 kW，国外产品可达4970 kW，国产带式输送机的装机功率约为国外产品的 30%40%，固定带式输送机的装机功率相差更大。(2)运输能力 我国带式输送机最大运量为 3000 t/h，国外已达 5500 t/h。(3)最大输送带宽度 我国带式输送机为 1400 mm，国外最大为 1830 mm.(4)带速 由于受托辊转速的限制，我国带式输送机带速为 4m/s，国外为 5m/s 以上。(5)工作面顺槽运输长度 我国为 3000 m，国外为 7300m。(6)高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车拉紧为主，张紧小车易脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏，不会出现脱轨现象。(7)输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能，如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种带式输送机。2.带式输送机的应用带式输送机是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中,连续 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 6 页运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为:(1)具有挠性牵引物件的输送机,如带式输送机,板式输送机,刮板输送机,斗式输送机、自动扶梯及架空索道等;(2)不具有挠性牵引物件的输送机,如螺旋输送机、振动输送机等;(3)管道输送机(流体输送),如气力输送装置和液力输送管道.其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的, 带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。3.带式输送机的分类带式输送机分类方法有多种,按运输物料的输送带结构可分成两类,一类是普通型带式输送机,这类带式输送机在输送带运输物料的过程中,上带呈槽形,下带呈平形,输送带有托辊托起,输送带外表几何形状均为平面;另外一类是特种结构的带式输送机,各有各的输送特点.其简介如下:80TDQXU型 固 定 式 带 式 输 送 机轻 型 固 定 式 带 式 输 送 机普 通 型 型 钢 绳 芯 带 式 输 送 机型 带 式 输 送 机管 形 带 式 输 送 机带 式 输 送 机 气 垫 带 式 输 送 机波 状 挡 边 带 式 输 送 机特 种 结 构 型 钢 绳 牵 引 带 式 输 送 机压 带 式 带 式 输 送 机其 他 类 型4.各种带式输送机的特点（1）QD80 轻型固定式带输送机与 TD型相比,其带较薄、载荷也较轻,运距一般不超过 100m,电机容量不超过 22kw. 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 7 页（2）DX 型钢绳芯带式输送机它属于高强度带式输送机,其输送带的带芯中有平行的细钢绳，一台运输机运距可达几公里到几十公里.（3）U 形带式输送机它又称为槽形带式输送机,其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由 3045 提高到 90 使输送带成 U 形.这样一来输送带与物料间产生挤压,导致物料对胶带的摩擦力增大,从而输送机的运输倾角可达 25.（4）管形带式输送机 U 形带式输送带进一步的成槽,最后形成一个圆管状,即为管形带式输送机,因为输送带被卷成一个圆管,故可以实现闭密输送物料,可明显减轻粉状物料对环境的污染,并且可以实现弯曲运行.（5）气垫式带输送机其输送带不是运行在托辊上的,而是在空气膜(气垫)上运行,省去了托辊,用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊,运动部件的减少,总的等效质量减少,阻力减小,效率提高,并且运行平稳,可提高带速.但一般其运送物料的块度不超过 300mm.增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外,也可以改变输送带本身,把输送带的运载面做成垂直边的,并且带有横隔板，一般把垂直侧挡边作成波状,故称为波状带式输送机,这种机型适用于大倾角,倾角在 30以上,最大可达 90.（6）压带式带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力.这种输送机的主要优点是:输送物料的最大倾角可达 90,运行速度可达 6m/s,输送能力不随倾角的变化而变化,可实现松散物料和有毒物料的密闭输送.其主要缺点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机 它是无际绳运输与带式运输相结合的产物,既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点,又具有带式运输的连续、柔性的优点。5.带式输送机的安装与试运行5.1 安装要求（1）直线运行的输送机机头、机身和机尾的中心线应成一条直线。（2）机头、机尾各滚筒，铰接托辊，吊架的位置必须与输送机中心线垂直。（3）胶带接头必须保证正和直。 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 8 页（4）输送机与支拄问应留有间隙，一面不小于 0.4m；另一面不小于 0.7m。靠近机头和机尾的过道不应小于 0.6m。5.2 试运行首先，应进行试运行前的全面检查，无问题后，接着做空运转试运行，第一步先做未装胶带的空运转，检查驱动装置、涨紧绞车、卷带装置等运转部件是否运转正常，各轴承温升情况。运行合格后，再做装上胶带的试运行，主要观察是否打滑和跑偏，若有应相应的处理。空运行一切正常后，方可加载运行，加载应从轻载、半载到满载逐级进行，正常后再做重载启动运行。5.3 输送带的跑偏与调整带式输送机在运转中最常见的故障就是输送带跑偏引起其边缘与其他机件的剧烈摩擦，致使输送带的边缘被磨损甚至撕边。下面分析一下输送带的跑偏原因和处理方法。输送带在中间机架范围内的跑偏主要原因是：托辊安装不正，也就是托辊的轴线与输送机中心线不垂直；托辊或托辊架不平、个问机架或绳架钢丝绳高低不一致；输送带的接口线与其中心线不垂直；钢绳芯输送带内的钢丝绳受力不均；货载偏向输送带一侧；输送带受到侧向力的冲击；某托辊被卡住不转动；输送带拉紧程度不够等等。托辊安装不正是以上跑偏原因中最常见的。跑偏地点一般出现在这个跑偏托辊前面(按输送带运行方向说)的第二或第三架托辊上。这类跑偏最好是在输送视运转过程中给予排除。排除的方法是，输送带往哪边跑，就把托辊的哪一端沿着输送带的运行方向前移一段距离或将托辊的另一端后移一段距离，移动的距离以能纠正输送带的跑偏为限。这种调偏往往不能立即见效或稳定，应当运转几分钟后再作判断。安装不正的托辊究竞有多少，有时直接看不出来。遇到达种情况，可以根据跑偏的范围，一组一组地调整，直到跑偏消失为止。在某处观察输送带时，有时会发现一会儿跑偏一会儿又不跑偏的现象，这很可能是输送带接头不正的缘故。若接头不正使输送带成弓形，则输送带有载运行时要比空载运行时跑偏程度小，这是由于有载运行时输送带被拉直曲缘故。所以，遇到空载跑伯，且又不太严重时，先不要急于调整，可以等输送机满载运行时 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 9 页再观察和调整。时还会发现，输送带的跑偏没有规律，忽左忽右，这是由于输送带松驰的缘故当增加输送带的拉紧力，纪偏就会自行消失。输送带在滚筒处跑偏，其原因有以下几种情况。滚筒轴线与输送带中心线不垂直的情况，这种情况导致输送带向较松的一侧偏去。滚筒轴线与水平面不平行的情况，这种情况特使输送带沿着滚筒较高的一侧偏去。以上两种情况，只要将滚筒的位置调正，跑偏现象即可消失。滚筒长期未作清理，致使积垢严重，使该筒变成锥形的情况。这时，输送带要向滚简直径较大的一端偏去。遇到这种情况，应及时清除滚筒上的积垢。另外，要充分利用输送机上的清扫器，防止污垢粘结到滚筒上。以上介绍了各种跑偏情况和原因，为了便于记忆：托辊上，跑后不跑前；胶带上，跑轻不跑重；滚筒上，跑松不跑紧，跑高不跑低。输送带的跑偏原因有时很复杂，尤其是刚刚安装的带式输送机，单用一种方式去处理有时效果不大，所以，必须针对跑偏的各种原因，采用多种方法综合处理，同时调整几个部位。此外，输送机空载运行时的跑偏不如有载运行时容易纠正，因此，调整输送带的跑偏一般是在有载运行时，除非空载运行时跑偏非常严重。6.运转维护中应注意的主要问题(1)带式输送机的工作场所必须保持清洁；保证电动机、液力偶合器和减速器具有良好的散热条件。煤粉应及时清除。(2)应尽量避免频繁起动，一般情况下应空载起动。用两个电动机驱动时，可先后也可同时起动。(3)每班工作前必须仔细检查液力偶合器有无漏油现象，定期检查其充油量，发现油量不足应立即按规定补充。工作中禁止取掉液力偶合器的护罩。(4)经常检查机身钢丝绳的张紧度，发现松弛现象时应立即张紧，但紧绳后应注意观察胶带是否跑偏。(5)托辊应定期检修，检修时密封因内必须填满润滑脂，转动不灵活的托辊应立即更换。 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 10 页(6)不允计胶带沿传动滚筒有打滑现象，发现胶带松弛立即张紧。(7)发现胶带跑偏应立即调正，不允许产生磨胶带边缘现象。(8)经常检查胶带接头，发现断裂，及时修理或更换。(9)绳卡上的斜楔必须打紧，严禁在运输的煤炭中有较长的铁器，以防胶带跑偏时划破胶带。(10)经常检查情扫装置的工作状况。清扫后的胶带以及传动滚筒表面，不允许粘附碎煤或煤粉。(11)装载应保证贷载装在胶带正中，不允许在较大的高度上直接装载，以防止大块煤砸坏胶带。 黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 11 页参考文献1 机械工业部设计单位联合设计组.ZJT1A-96 带式输送机设计选用手册M.黄河水 利出版社.1998 年 10 月.2 机械化运输设计手册编委会.机械化运输设计手册M.机械工业出版社.1997 年 5月.3 张钺.新型带式输送机设计手册M.冶金工业出版社.2001 年 2 月.4运输机械设计选用手册编组委.运输机械设计选用手册（上、下）M.化学工业出版社.1999 年 1 月.5北起所.DT型带式输送机平行轴驱动装置设计选用手册M.机械工业部.1997 年.6机械设计手册编写组.机械设计手册M.化学工业出版社.2002 年.7中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图M.上海科技出版社.2000 年.8 张文芳,段志强,边会杰.带式输送机防跑偏辊及清扫器的使用与研究J. 河北煤炭.2002,5:9-10.9尹万涛,胡述记,米迎春.带式输送机自动调偏装置的改进设计J.郑煤科技.2005,3:42-44.10Allen, M.P., Frenkel, D., Gignac, W.: A Monte Carlo simulationstudy ofthetwo-dimensional melting mechanism. J. Chem. Phys.78(6), Part II: 42064222 (1983)11Jenkins, J.T., Savage, S.B.: A theory for the rapid flow of identical,smooth, nearly elastic particles. J. Fluid Mech. 130, 186202(1983)12Pouliquen, O., Forterre,Y., Le Dizes, S.: Slow dense granular flowsas a self-induced process. Adv. Complex Systems. 4(4), 441450(2001) 毕业设计文献翻译院 （ 系 ） 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 李 双 权指 导 教 师 闫 存 富2012 年 03 月 10 日黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 1 页基于故障树系统现象的故障诊断方法摘要：机械故障的历史记录包含大量的重要信息是有用的，以确定类似的故障。使用当前历史记录的故障诊断方法是低效的处理直观的应用多组分多相故障诊断。对问题，快速和智能故障诊断方法的基础上提出了系统的故障现象（SPF）树。物理系统的故障诊断的方法，开始构思故障如树叶，故障的原因导致叶和故障频度的相互关系，并最终形成故障树行政隶属关系和灵活的多粒度组件的结构关系。首先，SPF 成型方法树的讨论；其次一些代名词分支，分支的强硬程度，占主导地位的叶和基本定义虚拟分支定义；然后，包括占主导地位的分支机构的合并，保持优势，在合并的表演保持优势的代名词树枝被证明。此外，合并、优化和虚拟分支计算 SPF 树的建议，提出自我学习机制，包括程序和相关参数计算，故障查找方法和主要故障统计计算，还提出了一种基于 SPF 树。最后，该方法应用于嵌入式终端的某些类型的故障诊断显示故障信息，在搜索条件的代名词分支，虚拟分支，合并和视觉呈现搜索结果。实际应用表明，该方法是有效的缩小查找故障的范围，减少了计算的难度。该方法是一种新的方式来解决。通过组织的无序故障记录，并提供直观的表达复杂系统的智能故障诊断问题。关键词：树系统故障现象，故障分析，知识获取，加工学习1.引言 基于历史记录的故障诊断是一个古老而年轻的学科，相关研究非常重要的，是维权的机器。目前在这个问题上的研究已进行和广泛的，一般可分为三种类型。第一类集中在如何提高技能维修工程师和如何使用他们的个人能力，以提高故障诊断的能力。第二类是使用推理的知识，神经网络、数据挖掘、专家系统等设立的故障诊断算法和促进基于历史故障的分析能力。第三个集中在部分绘图系统，并建立故障树方法描述失败直观的现象，并找出物流运作的方式。然而，第一种类型取决于维护工程师个人认真能力，不适合大规模应用；第二类研究的相关理论的故障诊断，但不能够提供直观的应用案例；提出了第三种类型的故障树的方法和机器部件分类失败，但机器故障相关彼此分离，使失效分析精度显着下降，它不能被用来溶质的连续失败。基于第二黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 2 页和第三类，我们提出了一种新的故障诊断方法，命名系统的故障现象（SPF），故障 F的原因是在一台机器系统 S 匹配的故障现象能够获得。该方法的特点之一是使用的历史记录，有效、直观地获取故障原因；同时，SPF 树能促进新知识的自学习机故障诊断的诊断能力。应用表明 SPF 树在大样本情况下是有效的故障诊断，故障分析和故障统计方法。2.SPF 树框架2.1 SPF 树的定义和描述SPF 树是基于隶属故障树结构故障现象的关系。如果我们定义灵活的组件 C（基于它很容易地在计算机程序递归算法）在一个系统 S，定义为一个 R 故障现象供其之间的变换矩阵故障原因。设 P 和 F 可能满足一对一的关系，SPF 树可以被视为收集四种元素为S，P，F，R。由于 SPF 是一个直观的图形界面大量历史记录故障，故障诊断基于SPF 树的方法，可以得到的故障原因 F 根据故障现象带够迅速直观。为了获得可靠的系统的统计规律，我们必须先建立一个 SPF 树。因为有一些亲密故障现象 P 和故障的关系 C 部分，作为承运人的过失组件 C 物理系统的相互依存关系可以改善 SPF 树的效率。2.2 SPF 树代2.2.1 根节点 S（系统）要建立 SPF 树，首先生成一个节点作为整个 SPF 树的根。图 1，树的根节点名为 S表示为“”。在实际系统中，在节点可以被命名系统的名称或 ID。图 1 SPF 树的结构黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 3 页2.2.2 主干节点 C（组件）根据组成关系（也可能是其他的关系，如物理结构，逻辑结构和系统 S），该系统可分成不同的组件，这些组件可构成子树根据其构成关系。父节点链接到根节点在图2(a)，部件都表示“ ”的。图 2（a）是组成示意图组件 C。亲子关系（垂直视图）和弟弟的关系（在水平视图）是最大的成分之间的重要关系内部系统和内部系统的每个节点都有一个复杂的结构。为了便于研究，我们忽略这种方式，灵活的节点（组件）的复杂结构.用这种关系可以用来打包一些复杂的内部结构图 2(b)。（一）组件层次结构示意图 （二）灵活的节点打包他们的内部结构图 2 树干节点 C（组件）在故障分析过程中，当故障的原因是位于加 1 之间的边缘路径在图的组成部分，其图 2（a）。然后，改变 RI 在图 2（b）图的计算值。其中 Ri 变换矩阵 S 和 C 之间的边缘。2.2.3 分支节点 P（现象）图 2（b），如拉伸节点程序包，他们的内心是忽略结构和无关的信息，节点C（部分）和节点 P（现象）标准不同的物理意义，可以被视为同一个计算。例如，假设 C22，是在故障组件 SPF 树，我们只关心节点和边 SC2C22，其余的边缘可以被忽略因为他们是无关的故障诊断。显然，所列举的时间是 RI =5。此外，节点 C22，不需要进一步分为 C221 和 C222 的故障诊断故障现象发生，因为 C22。如果位于故障不能在故障诊断过程中，RI 可能包括一些顶级节点值的矩阵“引用的时候，在一个抽象的 SPF 为无花果树。图 2（b），边缘 SC2C22，可表示为 SC 的。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 4 页根据机器故障现象，故障在现象的关键字提取和检索数据字典。如果没有这种故障现象，在 SPF 生成一个新的故障现象节点 P 树，这是“”，并链接到节点“”表示，在图 1，我们定义为 1 的边缘“被引频次”;如果一个存在的节点匹配的故障现象，添加 1 成的被引频次与边缘匹配的 RI 故障现象。2.2.4 叶节点 F（故障）故障原因是用来处理问题，因此它是非常重要的是保持数据库的故障原因。一旦我们恢复故障数据记录，这些信息应加到数据库中。首先，提取关键字故障原因，然后，是用来搜索数据库中的故障。设 Rij是 P 之间的边缘，如果原因不存在，添加到一个新的 SPF 树，这是为“”表示与故障现象节点“”，并设置 Rij表示边缘;叶存在，我们加 1 的被引频次 Rij表示这连接本身和父节点一个中心 S 的 SPF 故障树，一些分支机构 C，一些树叶所列举的时间里，R ij表示可以如图 3 所示。图 3 摘要 SPF 树三层Ri 是引时间的 S 和 C 之间的边缘;，C 和 P 之间的关系是，如果抽象而包装作为其内部结构图的组成部分。2.3 组件 C SPF 树的生长显然，图 3 的过程比图 1 容易得多，因为在组件层抽象。图 3 为了找到之间的对应关系。图 1 和图 3，有必要来形容他们之间的分歧 C 部分。定义 1：在 SPF 树，任何一个节点 C 可以数据结构表示：C = , , , （1）黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 5 页其中 ， 层的 SPF 树在该节点位于父节点处，这层序列，序列的相关系数之间本身和它的父节点分别。从定义 1，可以描述任何节点 C 统一的方法。例如，节点图 C21 的。 2 作为 C21的=2,2,1,7，这意味着该序列其父亲节点的数量是 2，节点位于第二层，节点序号为1 的子树，其父亲节点之间的相关系数为 7 本身。如果组件不是主节点，以获得更具体的分区，我们只需要展现数据 1 定义结构的C 或分裂和迭代数据结构来实现组件的增长（分公司）SPF 树。如果我们不需要展现的数据结构 C= ，图 3 到达。因此抽象结构图 3 提供了一个简单的方法来解决故障诊断问题。2.4 SPF 树的数学描述假设 N 是总数的故障现象记录， 是一些故障现象 相匹配的故障现象，流动方程从结束的 SPF 集合S，P，F,R在 2.1 节的树：意味着，C 是一个灵活的组件如图所示。 3，那就是，一些故障电流无关故障诊断是 C 打包成。以上 SPF 树的四元素集合有机械故障的分析具有十分重要的意义。在这个集合，P是已知的故障集合的现象，而 F 是已知故障的故障集合原因; R 是一个从已知故障的变换矩阵故障原因历史记录的现象。通过以上的抽象描述，转换问题研究在给定的故障现象的原因，根据特殊的分支节点 ，搜索列举的 SPF 树中，最大叶片边缘是：黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 6 页方程（2）提供了一个简化的方法来解决故障诊断问题。3.定义和 SPF 树的表演定义 2：如果存在两个分支在 和 的 SPF 树， 和分支机构 是 的子树。尤其是，如果和 和 分支的代名词，他们是相互的虚拟分支。定义 3：在 SPF 树，定义为艰难的 分支程度，并定义的艰难程度 叶，这是:定义 4：如果下叶 的艰难程度分支机构 是 和 0.5， 是占主导地位的叶分支机构 的。对上述定义的基础上，很容易获得的 SPF 树的下列基本表演。表现 1：一个专门分支机构，0 1 和 0 1 被证明是正确的 SPF 树（证明略）。表现 2：分支机构 和 合并不会改变的主导分支机构的重要性。根据表现 1，表现 0 1 存在于 和 0 1 退出 ，公式 0+ 2 可以证明是正确的，由合并分支机构 分支机构 。 自定义，我们可以推断公式 + 1 从 0.5，的 0.5，所以黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 7 页叶仍保持主导合并后，合并将不影响使用 SPF 树的故障诊断。扣除：同义分支机构合并不会影响使用 SPF 树的故障诊断（证明略）。4.优化和自我学习的过程 SPF 树4.1 优化和合并过程 SPF 树的枝叶如果分支机构 叶 和 分别由同一原因造成的，即 = 。 都可以被怀疑为虚拟在其分支机构，并进一步估计真实性。因此，SPF 树启动优化合并的过程：（1）假设 是否 和 是虚拟的分支机构或合并子树，可以分别确定。定义 1 和定义 2。如果结果是真实的，选择 为基准的分支机构更改以下参数。1）保证 的描述是全面的，准确的故障。4）添加相应的 表示，如果 表示值 和 相同，并取得了新的 表示。5）删除根据分支 自理叶片。（2）估算是否存在以下两个方程：如果结果是真实的， 和 占主导地位的叶子。根据性能，我们知道主导合并的分支机构 有没有使用 SPF 树的故障诊断效果。因此，启动后合并过程。选择 或（如 ）基准分公司，并改变以下参数：1）保证 的描述是全面的，准确的故障。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 8 页4）在一起，同时增加相应的 表示他们有 和 在相同的值，取得了新的 表示;如果分支构没有一片叶子 ，创建一个新的叶 ，定义被引频次是 。5）删除下分支 本身的叶子。（3）如果条件（1）及（2）不满意，保持原来的 SPF 树。此外，虚拟的现象增加叶（故障原因）也存在。然而，嵌塞是次要的，所以它不被视为它的文件。4.2 要确认 SPF 树的树干位置其实，相应的组件 C 的位置是非常重要的，我们必须确定的 C-P 的对应关系。如果 cC，对于一个新的故障现象，我们可以使这个基础层和其母公司和忽视躯干 C 的内部结构;如果不是基地之一，我们可以开展集合 C.因此，基于主干的可扩展性，整个 SPF 树的形状会出现波动，不同系统，不同的故障位置和不同的故障现象。可伸缩的结构类型将不能割裂 SPF 树组件的连接，其中有一个在寻找故障的突出优点是由多个组件。4.3 自学过程中的 SPF 树在新的故障现象 p 和故障 f 产生，可以推断故障原因通过结构和知识的 SPF 树，SPF 树是能够开始自学以下步骤。（1）更新的总次数 N = N+1 故障记录。（2）估计故障现象是否存在，并确认是否有必要更新参数 m。这是（3）更新的故障现象，列举的后备箱 的时间黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 9 页（4）更新故障原因的故障时间 表示现象（5）更新故障故障原因 的现象5.搜索和统计数据 SPF 树有两类应用的实时故障检测过程中经常使用的方法：（一）通过相应的故障现象，故障原因;（二）分析故障发生的统计规律。发生各种故障的概率，在这种方式来确认设施的设计，生产，并采取了许多中肯的方法，以促进生产质量的弱点。5.1 SPF 树的检索过程因为抽象的 SPF 树有三层结构，SPF 树的检索过程可以分为三个步骤，根据广度优先检索算法的原则。检索初始节点与检索的起点，S 的存在有利于算法设计。检索的主干节点和分支节点 P，确定主干节点 C 的位置和分支机构节点 P ，检索的 SPF 树的核心内容。通过匹配关键字，检索分支机构节点 P 的位置，我们可以找到给定的故障容易，然后确定故障的具体原因。检索的叶子节点号，当发现匹配的故障现象 P 是分支节点检索将告一段落，然后相应的检索随后将叶节点。 F 或根据已知的故障原因，寻找失败的原因，节点检索不黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 10 页需要进行 SPF 树的整体框架，只需要返回到一个最大的分支下的强度的几片叶子。在优化和合并中，检索所有在 SPF 树的叶子是需要考虑的。5.2 在 SPF 树检索算法的选择可用于检索的 SPF 树的顺序检索方法和反向检索，如传统的检索算法。但是，SPF树，这些算法是不是最好的。作为强度的故障检索的过程中，在现有的 SPF 树的枝叶，充分利用这两个参数将有助于提高检索的命中率和检索时间成本。因此，SPF 树的检索使用广度优先检索算法基于如下的概率优先：在检索之前，SPF 树保持了一系列故障概率统计表格，统计功能的基础上，建立各种索引表，其中包括被引频次 的常见故障现象皮和被引频次 故障。可以从小到大排序，按照与 和 ，分别在索引表。在检索过程中，故障现象的树枝被引频次第一，然后从故障现象抽象关键字排序，最后，SPF 树广度优先检索序列检索。理论上可以证明，设备出现故障的概率服从泊松分布。文献14证明了基于单谷函数的一维非线性检索的时间间隔缩短的条件，并给出具体的方法。广度优先检索算法的基础上的概率优先满足要求，因此，它是最佳的 SPF 树的故障检索算法。5.3 SPF 树故障统计统计基础上的 SPF 树的故障主要体现在以下几个方面。（1）故障发生率。其中 意味着故障的发生。（2）组件的故障发生率。如果组件 C 具有复杂的结构，黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 11 页其中， 意味着组件故障的发生。（3）根据给定的故障现象，故障发生率。意味着根据一个给定的故障现象，故障发生率。（4）故障号的命中率其中, 是正确的时间判断 SPF 树。6.例子通过上述描述，SPF 树的操作是非常标准，而且它也很容易实现的，在计算机的程序。为了验证建议 SPF 树的正确性，笔者采用的方法，一个名为“HTK”的终端有 10 000 例故障的嵌入式设备的故障诊断，结果如下。（1）初始检索结果的 SPF 树起初，由于元件的位置的不确定性，SPF 树有一个复杂的结构如图 1。如果我们输入一个关键字，如“易死”中的 SPF 检索接口，获得的 SPF 树的层次结构图 4。我们可以看到，SPF 树变得非常简单，在 SPF 树的其他分支和叶都被忽略，因为它们不包括信息，帮助诊断故障，所以 SPF 树是一个很好的数据挖掘工具。（2）虚拟分支机构的合并进程这显然是有两个分支图显示相同的树叶在 SPF 树的 和 。根据定义 1 和定义2。如果存在 和 ， 在 和和 是虚拟的分支机构对方，并应合并。1）确认 的描述是全面，准确的故障。2）更新黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 12 页3）更新4）加入 表示 在一起，如果 ，和新的5）删除树枝 和 和他们的叶子。从而得到 3 层抽象的 SPF，而我们合并的虚拟分支以上（图 5）。修订后的检索结果显示在表。表显示前 5 大业“HTK”的终端容易死亡”。在此基础上，通过维修人员，专业测试和判断是不是很难到达故障的最终原因。因此，SPF 树甄别故障的范围和难度大大降低了故障诊断。图 4 SPF 树的初始检索结果黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 13 页故障统计数据表故障原因 故障时间 故障比例CPU 风扇故障 61 41.78在操作系统过程中错误 42 28.77尘土飞扬的 CPU 风扇 25 17.12传感器无法检测的接触正确的温度 13 8.90电脑病毒 5 3.42图 5 3 层抽象的 SPF 树消除了虚拟分支7.结论本文提出了一种新的方法，根据故障现象，找出故障的原因，其中 SPF 树的设计和数学描述。优化、合并和 SPF 树的自我学习的过程进行了讨论，以便拿出有关 SPF黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 翻 译 ) 第 14 页树的优化和学习方法，并说明有关定义和 SPF 树的基本性质。此外，为了检索算法的基础上的广度和有关故障的主要统计指标提出的问题，如检索和故障诊断的故障处理。该方法的实际应用表明，SPF 树是一种有效的故障诊断分析方法。8.展望我们应该做一些进一步的研究工作。该方法能够在大量的情况下被使用，但在少量案件的效率有待提高。此外，由于检索效率和准确性取决于关键字，它是需要我们进一步的工作中找到的方法来提取更好的关键字。