带式输送机自动维护系统方法机械外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译

带式输送机自动维护系统方法概要本文论述了带式输送机系统维修自动化，特别是托辊。自动维护是一种很有前途的护方法，这种维护方法能够大大提高维护的效率，维护精度，并能够降低维护成本。为了更有效优化自动维护工作，维修供电的台车，能够在一个自主带式输送机的结构是作为维护系统平台调整。在这台上安装振动分析的数据采集设备，台车可以通过自动维修系统，在台车上或者电脑中央板收集数据。最优化维修方法是视逻辑模拟模型而定，模拟模型是带式输送机设计布局的本身。通过模拟模型也能得出带式输送机其他组成部件精确的剩余寿命信息。引言现在，越来越多公司为了平衡预算，通过长期接收训练有素经验丰富的人员，减少长期外包维修专业工作人员人数。但现实上难以实现，很多公司与外部企业没有足够的维修经验。一般来说，在皮带输送系统的维修，可分为条件检查或整个系统的监测和更换和/或赔偿（简称服务的组成部分）。与外包维修工程遇到检查或状况的系统检测大多问题一样。这些问题不是不值得探讨，有时移动带式输送机组件的状态。有同样经验的人应该进行定期检查机器，以避免同样问题出现。为了克服由外包维修人员经验不足所造成的运作问题，对带式输送机组件可以自动检查。这样的知识，例如磨损率和更换的时间表可以建立在数据基础制度。外包维修人员则可以用来代替消减组件。另外，也可以自动更换组件。本文讨论的皮带输送系统自动维护的方法和技巧。第2部分是智能维修的概念，第3部分是研究现有应用于智能维修系统的检查系统，第4部分讨论评估带式输送机旋转部件基于振动的检测概念的地位，第5部分提出一个研究案例，第6部分是结论和建议。智能维修带式输送系统的维修，可分为条件和整个系统及其组成部分的监测服务。状态监测的定义是连续或定期测量和解释数据显示组件的条件，以决定是否需要更换或维修，因此，检测状态处理获得（数据采集或从传感器采集）的数据，同时解释该数据，并采取纠正行动，从而防住系统故障的发展和普及。检测状态的基本概念是确定微妙的变化，例如：振动水平的增长表明机械（或电器）问题开始出现，这些早期信息为我们提供更多停机和维修计划时间。有四种典型的维修类型：⑴预防性维修：日程安排为基础，即根据活动计划在工作时间或在一定的时间间隔（定期维修），它可以观察到的部分恶化为基础并没有被修复的部分，这样就算预防工作完成。⑵随机维修：机会为基础，即在维护工作机会时，决定维持对机会为基础的组件可能会或可能不会受到组件的条件触发。⑶纠正维修：即组件出现故障时维修，这可能导致整体系统的失败，修复动作事先没有计划。⑷预测性维护：根据条件，即进行部件监测，当发现不正常的因素，等直到维修机会时维修，它是有计划和矫正维修。从以上的有4种保养很明显得出只有预测维修资格的概念应用在智能维护系统，才能使维护自动化。这里情报定义为作出决定的能力基于设备传感器收集或者总运输系统的控制系统提供的信息。应用于带式输送机是个别组件的预期寿命信息，例如放映托辊预期寿命信息。这些信息导致系统作出对某个托辊检查和频繁更新或者更改为一个新的滚轮的决定。事实上，修理在这里意思是把滚轮更换未另外一个。一个滚轮是否可以修复和影响带式输送机的工作状况不是本文研究范围。自动检测方法是如何受到收集的精确数据影响是这里研究的主要问题。理论上预测性维修有两个外在制约因素。首先，根本没有关于滚筒可利用的精确信息，基本上意味着就是对剩余寿命的评估就由轧辊和轴承制造商提供的（纯粹预测维修历史数据统计为基础）。其次，检查滚筒各部分非常准确的信息能够生成对单独滚筒剩余寿命的准确评估（预测性维修基于收集数据）。逻辑模拟模型对通过自动检测方法系统获得精确数据的影响作出决定。这种模拟模型将在第5部分讨论。现有的检测系统检查或检测带式输送机各部件状况遇到一个麻烦，包括转动皮带、滑轮和托辊。因为各种部件像滚筒和滑轮只能在它们运转时评估，并且状态检测系统基于振动分析和声学检测的应用。皮带正好与之相反，皮带状况只有在带式输送机系统停住工作情况下才能够被检测。无论那种情况，相关连的麻烦要么是各个部件相离太远或是输送机过长，这样给检测带来不少麻烦，为了减少这些麻烦，可以电动维修车来方便检测。维修电动车的概念不再新鲜。早在70年代就有过关于维修电动车应用在带式输送机维修系统，该带式输送系统从从内部西撒哈拉沙漠穿过到布满石头的海岸横跨Phosboucraa的大陆，长达100km。带式系统组成与中心相距6.8km到11.7km。下图1我们可以看到电动式台车概念。克虏伯设计原来是偶尔不稳定。图2显示的是改良版维修电动车。这台相当强劲和稳定的台车由南非CKIT公司构想、设计和发展出来。它已经安装在南非国内外很多的管道输送系统。它有三个检测平台，并支持6方向（纵向和横向）。当前的系统的动力主要来自燃烧主要平台的内燃机。当今的电动台车像强健男人一样稳健的操作、检测和服务工作。作为发达国家的CKIT维修小车的概念，使其符合这一作为一个完全自动化的维修设施，进一步开发平台的研究。这一发展分为三个阶段。第一阶段将是一台车的维修上的机器人的发展，使这两个自动检查及维修。这种机器人，它是一个研究项目，开展在交通工程和代尔夫特技术大学后勤组进行设计，这里不作研究。第二阶段是自动检测，这将在第5部分中描述程序的执行情况。第三阶段是在总系统的控制系统自动维护电动台车充分展开讨论。状态检测技术大体包括一个或者多个报警器，当一个工作点超出偏离值或者一个有超出时间的预期值趋势时报警器作出报警。参考工作重点信号是为基于知识系统提供而不是模拟模型相比较得出结果提供。数据收集技术选择合适的数据采集技术，对具有效率维修方法产生很大的影响。良好可靠的测量以及正确分析这些测量结果，是维修系统可靠运行必不可少的。多数旋转部件是以信号为基础的状态检测系统，这种系统应用基于振动和/或声学测量技术。另外一个选择是运用力和扭矩测量为状态检测提供基础。但是对于旋转部件，无线扭矩测量仪器的应用是必需的，虽然这种仪器昂贵。这仪器它适合作为临时监测系统，但今天仍然不适合大规模的长期监测系统。光谱分析是一种重要工具，它是以振动状态检测为基础。一般来说，基于振动检测就是加速度水平测量用三维加速度计。信号从传感器获得，因此是加速度作为时间函数。在频谱分析这个信号是从时域到频域运用快速傅立叶变换技术（FFT）的转化。运用频域信号，信号的根源可以很容易地确定。该光谱内容涉及在振动信号能量特定的频率，对光谱密度分析是在错误的时间提前确定一个很好的方法。振动分析是对状态监测的主要形式，一般来说，这种分析往往是在行业运用。在一个良好的工作组件振动水平谱密度一般都较低。当磨损发生超时，或者当负载出现在特定的成分，便有些小，但值得注意的变化将发生在组件的动力学行为。通过使这些变化和分析可对这个问题判断。检测技术在实际应用中可分为两大类：•信号有效值（均方根）的检测•详细的信号频谱的检测声学分析和振动分析十分相似。采集数据之后才是数据的挖掘。数据挖掘的三个主要步骤组成。第一步是检测缺陷，检测缺陷是对部件认知为基础的动态检测；第二步是数据处理，把获得的数据转换成更适合分析的数据；第三步对数据本身实际分析，作出需要的决定，采取某些行动。StrategiesforAutomatedMaintenanceofBeltConveyorSystemsSUMMARYThispaperdiscussesautomationofmaintenanceofbeltconveyorsystems,inparticularofidlerrolls.Automationofmaintenanceisapromisingalternativeforoutsourcingmaintenance,inparticularwhenlookingattheefficiency,accuracy,andcosts.Inordertooptimisemaintenanceefforts,theconceptofintelligentmaintenanceisintroduced.Thepoweredmaintenancetrolleythatcantravelautonomouslyoverthestructureofabeltconveyorisadaptedasaplatformofthemaintenancesystem.Onthistrolley,dataacquisitionequipmentforvibrationanalysisisinstalled.Dataminingcanbedoneeitheronboardofthetrolleyorinacentralcomputerdependingonthemaintenancestrategy.Theoptimummaintenancestrategyisdeterminedbyalogisticsimulationmodelthataccountsforthelay-outofthebeltconveyoritselfandtheaccuracyoftheinformationontheremaininglifetimeofitscomponents.INTRODUCTIONTodaymoreandmorecompaniesoutsourcemaintenanceinanattempttobalancethebudgetandreducethenumberofpermanentstaffmembers.Outsourcingmaintenancehoweveronlyworksifthecompanythattakesovermaintenanceemployswell-trainedandexperiencedpersonnelthatstaysonaspecificjobforaconsiderabletime.Unfortunately,realityisdifferentandmanycompanieshavepoorexperienceswithexternalcompaniesperformingmaintenance.Ingeneral,maintenanceonbeltconveyorsystemscanbedividedintoinspectionorconditionmonitoringofthetotalsystemandreplacementand/orreparation(inshortservicing)ofitscomponents.Mostproblemsexperiencedwithoutsourcementofmaintenanceareassociatedwiththeinspectionorconditionmonitoringofasystem.Itisnottrivialtoaccessthestatusofsometimesmovingcomponentsofabeltconveyor.Thesameexperiencedpersonshouldthereforecarryoutinspectionsonaregularbasis.Toovercomeoperationalproblemscausedbyalackofexperienceofexternalmaintenancepersonnel,theinspectionofbeltconveyorcomponentscanbeautomated.Inthiswayknowledgeofforexamplewearratesandreplacementschedulescanbebuiltupinadatabasesystem.Theexternalmaintenancecrewthencanbeusedtoreplacethewornoffcomponents.Alternatively,replacementofcomponentscanbeautomatedaswell.Thispaperdiscussesstrategiesandtechniquesforautomatedmaintenanceofbeltconveyorsystems.Section2definestheconceptofintelligentmaintenance,Section3discussesexistinginspectionsystemsthatcanbeusedinautomatedmaintenancesystems.Section4discussesmeansofassessingthestatusofrotatingcomponentsofbeltconveyorsbasedonvibrationbasedmonitoringconcepts.Section5presentsacasestudyandsection6finallyliststheconclusionsandrecommendations.INTELLIGENTMAINTENANCEMaintenanceonbeltconveyorsystemscanbedividedinconditionmonitoringofthetotalsystemandservicingofitscomponents.Conditionmonitoringisdefinedasthecontinuousorperiodicmeasurementandinterpretationofdatatoindicatetheconditionofacomponenttodeterminetheneedforreplacementorservicing.Conditionmonitoringthereforedealswiththeacquirementofdata(dataacquisitionorDAQ)fromsensors,theinterpretationofthatdata(dataminingorDAM)andwithtakingcorrectiveactions(ACT)oncomponentsthataretofail,thuspreventingfailsystemsfromdevelopingandpropagating.Thebasicconceptofconditionmonitoringistoidentifysubtlechangesinoperation,suchasincreasedvibrationlevels,thatindicateamechanical(orelectrical)problemisstartingtodevelop.Theseearlymessagesprovidemoretimetoplanformachinedowntimeandrepair.Therearefourtypicaltypesofmaintenance:preventivemaintenance:calendarbased,i.e.activitiesareplanneddependingonworkinghoursoratcertaintimeintervals(scheduledmaintenance);itmaybebasedonobserveddeteriorationofcomponents;nothingisrepairedbutpreventivejobsaredone.randommaintenance:opportunitybased,i.e.maintenanceisdonewhentheopportunityarises;thedecisiontomaintainacomponentbasedonopportunitiesmayormaynotbetriggeredbytheconditionofacomponent.correctivemaintenance:emergencybased,i.e.repairingwhenacomponentmalfunctions;thismaycauseageneralshutdownofthesystem;therepairactivitywasnotscheduledbeforehand.predictivemaintenance:conditionbased,ponentsarebeingmonitoredandwhenirregularfactorsarediscovered,onewaitsuntilamaintenanceopportunityarises;itisaplannedandcorrectivemaintenance.Fromtheabovegivenfourtypesofmaintenanceitisclearthatonlyapredictivemaintenanceconceptqualifiesforapplicationinanintelligentmaintenancesystemthatenablesmaintenanceautomation.Intelligencehereisdefinedastheabilitytomakedecisionsbasedoninformationgatheredthroughsensorsintheequipmentorprovidedbythecontrolsystemofthetotaltransportsystem.Appliedtobeltconveyorsystemstheinformationgatheredfromasystemisinformationonthelifeexpectancyofindividualcomponentsasforexampleidlerrolls.Thisinformationleadstoadecisioneithertoinspectacertainidlerstationanditsrollsmorefrequentlyortochangearollforanewroll.Repairinginfactheremeanschangingonerollforanother.Whetherornotarollcanberepairedandtheeffectofthatonthebeltconveyor’sperformanceisoutsidethescopeofthisstudy.Themainissueinthisstudyisthequestionhowanautomatedinspectionstrategyisaffectedbytheaccuracyofthedataacquired.Intheorytherearetwoouterlimitsinpredictivemaintenance.Thefirstisthatnoaccurateinformationoftherollsisavailableatall,basicallymeaningthatanassessmentoftheremaininglifetimeismadepurelyonthebasisofhistoricaldataprovidedbytherollorbearingmanufacturers(predictivemaintenancebasedonstatistics).Thesecondisthatduringinspectionveryaccurateinformationonthestatusofrollsisgeneratedenablinganaccurateassessmentoftheremaininglifetimeofanindividualroll(predictivemaintenancebasedondata).Alogisticsimulationmodelismadetodeterminetheeffectoftheaccuracyofdataacquiredonautomatedinspectionstrategies.ThismodelisdiscussedinSection5.EXISTINGINSPECTIONSYSTEMSOneproblemfacedwithinspectionorconditionmonitoringofcomponentsofbeltconveyors,includingthebelt,pulleysandidlerrolls,isthattheyrotate.Sincetheconditionofcomponentslikerollsandpulleyscanonlybeassessedwhentheyarerota