帶式輸送機(jī)自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)方法機(jī)械外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯、外文翻譯

帶式輸送機(jī)自動(dòng)維護(hù)系統(tǒng)方法概要本文論述了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)維修自動(dòng)化，特別是托輥。自動(dòng)維護(hù)是一種很有前途的護(hù)方法，這種維護(hù)方法能夠大大提高維護(hù)的效率，維護(hù)精度，并能夠降低維護(hù)成本。為了更有效優(yōu)化自動(dòng)維護(hù)工作，維修供電的臺(tái)車(chē)，能夠在一個(gè)自主帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)是作為維護(hù)系統(tǒng)平臺(tái)調(diào)整。在這臺(tái)上安裝振動(dòng)分析的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，臺(tái)車(chē)可以通過(guò)自動(dòng)維修系統(tǒng)，在臺(tái)車(chē)上或者電腦中央板收集數(shù)據(jù)。最優(yōu)化維修方法是視邏輯模擬模型而定，模擬模型是帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)布局的本身。通過(guò)模擬模型也能得出帶式輸送機(jī)其他組成部件精確的剩余壽命信息。引言現(xiàn)在，越來(lái)越多公司為了平衡預(yù)算，通過(guò)長(zhǎng)期接收訓(xùn)練有素經(jīng)驗(yàn)豐富的人員，減少長(zhǎng)期外包維修專(zhuān)業(yè)工作人員人數(shù)。但現(xiàn)實(shí)上難以實(shí)現(xiàn)，很多公司與外部企業(yè)沒(méi)有足夠的維修經(jīng)驗(yàn)。一般來(lái)說(shuō)，在皮帶輸送系統(tǒng)的維修，可分為條件檢查或整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和更換和/或賠償（簡(jiǎn)稱(chēng)服務(wù)的組成部分）。與外包維修工程遇到檢查或狀況的系統(tǒng)檢測(cè)大多問(wèn)題一樣。這些問(wèn)題不是不值得探討，有時(shí)移動(dòng)帶式輸送機(jī)組件的狀態(tài)。有同樣經(jīng)驗(yàn)的人應(yīng)該進(jìn)行定期檢查機(jī)器，以避免同樣問(wèn)題出現(xiàn)。為了克服由外包維修人員經(jīng)驗(yàn)不足所造成的運(yùn)作問(wèn)題，對(duì)帶式輸送機(jī)組件可以自動(dòng)檢查。這樣的知識(shí)，例如磨損率和更換的時(shí)間表可以建立在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制度。外包維修人員則可以用來(lái)代替消減組件。另外，也可以自動(dòng)更換組件。本文討論的皮帶輸送系統(tǒng)自動(dòng)維護(hù)的方法和技巧。第2部分是智能維修的概念，第3部分是研究現(xiàn)有應(yīng)用于智能維修系統(tǒng)的檢查系統(tǒng)，第4部分討論評(píng)估帶式輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)部件基于振動(dòng)的檢測(cè)概念的地位，第5部分提出一個(gè)研究案例，第6部分是結(jié)論和建議。智能維修帶式輸送系統(tǒng)的維修，可分為條件和整個(gè)系統(tǒng)及其組成部分的監(jiān)測(cè)服務(wù)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)的定義是連續(xù)或定期測(cè)量和解釋數(shù)據(jù)顯示組件的條件，以決定是否需要更換或維修，因此，檢測(cè)狀態(tài)處理獲得（數(shù)據(jù)采集或從傳感器采集）的數(shù)據(jù)，同時(shí)解釋該數(shù)據(jù)，并采取糾正行動(dòng)，從而防住系統(tǒng)故障的發(fā)展和普及。檢測(cè)狀態(tài)的基本概念是確定微妙的變化，例如：振動(dòng)水平的增長(zhǎng)表明機(jī)械（或電器）問(wèn)題開(kāi)始出現(xiàn)，這些早期信息為我們提供更多停機(jī)和維修計(jì)劃時(shí)間。有四種典型的維修類(lèi)型：⑴預(yù)防性維修：日程安排為基礎(chǔ)，即根據(jù)活動(dòng)計(jì)劃在工作時(shí)間或在一定的時(shí)間間隔（定期維修），它可以觀察到的部分惡化為基礎(chǔ)并沒(méi)有被修復(fù)的部分，這樣就算預(yù)防工作完成。⑵隨機(jī)維修：機(jī)會(huì)為基礎(chǔ)，即在維護(hù)工作機(jī)會(huì)時(shí)，決定維持對(duì)機(jī)會(huì)為基礎(chǔ)的組件可能會(huì)或可能不會(huì)受到組件的條件觸發(fā)。⑶糾正維修：即組件出現(xiàn)故障時(shí)維修，這可能導(dǎo)致整體系統(tǒng)的失敗，修復(fù)動(dòng)作事先沒(méi)有計(jì)劃。⑷預(yù)測(cè)性維護(hù)：根據(jù)條件，即進(jìn)行部件監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不正常的因素，等直到維修機(jī)會(huì)時(shí)維修，它是有計(jì)劃和矯正維修。從以上的有4種保養(yǎng)很明顯得出只有預(yù)測(cè)維修資格的概念應(yīng)用在智能維護(hù)系統(tǒng)，才能使維護(hù)自動(dòng)化。這里情報(bào)定義為作出決定的能力基于設(shè)備傳感器收集或者總運(yùn)輸系統(tǒng)的控制系統(tǒng)提供的信息。應(yīng)用于帶式輸送機(jī)是個(gè)別組件的預(yù)期壽命信息，例如放映托輥預(yù)期壽命信息。這些信息導(dǎo)致系統(tǒng)作出對(duì)某個(gè)托輥檢查和頻繁更新或者更改為一個(gè)新的滾輪的決定。事實(shí)上，修理在這里意思是把滾輪更換未另外一個(gè)。一個(gè)滾輪是否可以修復(fù)和影響帶式輸送機(jī)的工作狀況不是本文研究范圍。自動(dòng)檢測(cè)方法是如何受到收集的精確數(shù)據(jù)影響是這里研究的主要問(wèn)題。理論上預(yù)測(cè)性維修有兩個(gè)外在制約因素。首先，根本沒(méi)有關(guān)于滾筒可利用的精確信息，基本上意味著就是對(duì)剩余壽命的評(píng)估就由軋輥和軸承制造商提供的（純粹預(yù)測(cè)維修歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)）。其次，檢查滾筒各部分非常準(zhǔn)確的信息能夠生成對(duì)單獨(dú)滾筒剩余壽命的準(zhǔn)確評(píng)估（預(yù)測(cè)性維修基于收集數(shù)據(jù)）。邏輯模擬模型對(duì)通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)方法系統(tǒng)獲得精確數(shù)據(jù)的影響作出決定。這種模擬模型將在第5部分討論?，F(xiàn)有的檢測(cè)系統(tǒng)檢查或檢測(cè)帶式輸送機(jī)各部件狀況遇到一個(gè)麻煩，包括轉(zhuǎn)動(dòng)皮帶、滑輪和托輥。因?yàn)楦鞣N部件像滾筒和滑輪只能在它們運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)評(píng)估，并且狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)基于振動(dòng)分析和聲學(xué)檢測(cè)的應(yīng)用。皮帶正好與之相反，皮帶狀況只有在帶式輸送機(jī)系統(tǒng)停住工作情況下才能夠被檢測(cè)。無(wú)論那種情況，相關(guān)連的麻煩要么是各個(gè)部件相離太遠(yuǎn)或是輸送機(jī)過(guò)長(zhǎng)，這樣給檢測(cè)帶來(lái)不少麻煩，為了減少這些麻煩，可以電動(dòng)維修車(chē)來(lái)方便檢測(cè)。維修電動(dòng)車(chē)的概念不再新鮮。早在70年代就有過(guò)關(guān)于維修電動(dòng)車(chē)應(yīng)用在帶式輸送機(jī)維修系統(tǒng)，該帶式輸送系統(tǒng)從從內(nèi)部西撒哈拉沙漠穿過(guò)到布滿(mǎn)石頭的海岸橫跨Phosboucraa的大陸，長(zhǎng)達(dá)100km。帶式系統(tǒng)組成與中心相距6.8km到11.7km。下圖1我們可以看到電動(dòng)式臺(tái)車(chē)概念。克虜伯設(shè)計(jì)原來(lái)是偶爾不穩(wěn)定。圖2顯示的是改良版維修電動(dòng)車(chē)。這臺(tái)相當(dāng)強(qiáng)勁和穩(wěn)定的臺(tái)車(chē)由南非CKIT公司構(gòu)想、設(shè)計(jì)和發(fā)展出來(lái)。它已經(jīng)安裝在南非國(guó)內(nèi)外很多的管道輸送系統(tǒng)。它有三個(gè)檢測(cè)平臺(tái)，并支持6方向（縱向和橫向）。當(dāng)前的系統(tǒng)的動(dòng)力主要來(lái)自燃燒主要平臺(tái)的內(nèi)燃機(jī)。當(dāng)今的電動(dòng)臺(tái)車(chē)像強(qiáng)健男人一樣穩(wěn)健的操作、檢測(cè)和服務(wù)工作。作為發(fā)達(dá)國(guó)家的CKIT維修小車(chē)的概念，使其符合這一作為一個(gè)完全自動(dòng)化的維修設(shè)施，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)平臺(tái)的研究。這一發(fā)展分為三個(gè)階段。第一階段將是一臺(tái)車(chē)的維修上的機(jī)器人的發(fā)展，使這兩個(gè)自動(dòng)檢查及維修。這種機(jī)器人，它是一個(gè)研究項(xiàng)目，開(kāi)展在交通工程和代爾夫特技術(shù)大學(xué)后勤組進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里不作研究。第二階段是自動(dòng)檢測(cè)，這將在第5部分中描述程序的執(zhí)行情況。第三階段是在總系統(tǒng)的控制系統(tǒng)自動(dòng)維護(hù)電動(dòng)臺(tái)車(chē)充分展開(kāi)討論。狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)大體包括一個(gè)或者多個(gè)報(bào)警器，當(dāng)一個(gè)工作點(diǎn)超出偏離值或者一個(gè)有超出時(shí)間的預(yù)期值趨勢(shì)時(shí)報(bào)警器作出報(bào)警。參考工作重點(diǎn)信號(hào)是為基于知識(shí)系統(tǒng)提供而不是模擬模型相比較得出結(jié)果提供。數(shù)據(jù)收集技術(shù)選擇合適的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，對(duì)具有效率維修方法產(chǎn)生很大的影響。良好可靠的測(cè)量以及正確分析這些測(cè)量結(jié)果，是維修系統(tǒng)可靠運(yùn)行必不可少的。多數(shù)旋轉(zhuǎn)部件是以信號(hào)為基礎(chǔ)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)應(yīng)用基于振動(dòng)和/或聲學(xué)測(cè)量技術(shù)。另外一個(gè)選擇是運(yùn)用力和扭矩測(cè)量為狀態(tài)檢測(cè)提供基礎(chǔ)。但是對(duì)于旋轉(zhuǎn)部件，無(wú)線(xiàn)扭矩測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用是必需的，雖然這種儀器昂貴。這儀器它適合作為臨時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但今天仍然不適合大規(guī)模的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。光譜分析是一種重要工具，它是以振動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)為基礎(chǔ)。一般來(lái)說(shuō)，基于振動(dòng)檢測(cè)就是加速度水平測(cè)量用三維加速度計(jì)。信號(hào)從傳感器獲得，因此是加速度作為時(shí)間函數(shù)。在頻譜分析這個(gè)信號(hào)是從時(shí)域到頻域運(yùn)用快速傅立葉變換技術(shù)（FFT）的轉(zhuǎn)化。運(yùn)用頻域信號(hào)，信號(hào)的根源可以很容易地確定。該光譜內(nèi)容涉及在振動(dòng)信號(hào)能量特定的頻率，對(duì)光譜密度分析是在錯(cuò)誤的時(shí)間提前確定一個(gè)很好的方法。振動(dòng)分析是對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主要形式，一般來(lái)說(shuō)，這種分析往往是在行業(yè)運(yùn)用。在一個(gè)良好的工作組件振動(dòng)水平譜密度一般都較低。當(dāng)磨損發(fā)生超時(shí)，或者當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)在特定的成分，便有些小，但值得注意的變化將發(fā)生在組件的動(dòng)力學(xué)行為。通過(guò)使這些變化和分析可對(duì)這個(gè)問(wèn)題判斷。檢測(cè)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可分為兩大類(lèi)：?信號(hào)有效值（均方根）的檢測(cè)?詳細(xì)的信號(hào)頻譜的檢測(cè)聲學(xué)分析和振動(dòng)分析十分相似。采集數(shù)據(jù)之后才是數(shù)據(jù)的挖掘。數(shù)據(jù)挖掘的三個(gè)主要步驟組成。第一步是檢測(cè)缺陷，檢測(cè)缺陷是對(duì)部件認(rèn)知為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)；第二步是數(shù)據(jù)處理，把獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成更適合分析的數(shù)據(jù)；第三步對(duì)數(shù)據(jù)本身實(shí)際分析，作出需要的決定，采取某些行動(dòng)。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