1、設(shè)計(jì)背景

煤礦機(jī)電設(shè)備荷載功率相對(duì)較大， 在運(yùn)行時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生徑向跳動(dòng)及軸向竄動(dòng)。當(dāng)煤礦機(jī)電設(shè)備在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若徑向跳動(dòng)或軸向竄動(dòng)的幅度過大，則內(nèi)部結(jié)構(gòu)將因受到較大的沖擊而損傷。設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的損傷往往不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成設(shè)備帶病運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象。長時(shí)間帶病運(yùn)轉(zhuǎn)很容易造成設(shè)備損壞， 不僅提高了煤礦機(jī)電設(shè)備故障率，而且還會(huì)引起煤礦中大機(jī)電事故，如電動(dòng)機(jī)燒毀、變壓器線圈匝間擊穿等，嚴(yán)重影響煤礦的安全高效生產(chǎn)。對(duì)此，我司設(shè)計(jì)了一套煤礦機(jī)電設(shè)備振動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

煤礦機(jī)電設(shè)備振動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由振動(dòng)傳感器、信號(hào)處理系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)三部分組成。

振動(dòng)傳感器主要由傳感器蓋、配重質(zhì)量體、壓環(huán)、彈簧膜片、印制電路板、磁環(huán)、密閉空腔等部分組成，如圖1 所示。在系統(tǒng)計(jì)安裝兩個(gè)振動(dòng)傳感器。

信號(hào)處理系統(tǒng)主要包括信號(hào)輸入單元、判斷單元和信號(hào)輸出單元三部分。信號(hào)輸入單元主要對(duì)傳感器收集的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸入。判斷單元對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。信號(hào)輸出單元用于輸出指令信號(hào)。

顯示系統(tǒng)包括顯示器和打印機(jī)兩部分， 主要將設(shè)備的振動(dòng)位置、振動(dòng)幅度、損壞程度及處理情況在顯示屏上實(shí)時(shí)直觀地顯示出來， 并利用打印機(jī)打印出設(shè)備振動(dòng)曲線圖。

3、系統(tǒng)工作原理

煤礦機(jī)電設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)生振動(dòng)時(shí)， 振動(dòng)傳感器隨振動(dòng)波產(chǎn)生振動(dòng)。傳感器內(nèi)的配重質(zhì)量體在振動(dòng)作用下，帶動(dòng)彈性膜片壓縮密閉空腔中的空氣，產(chǎn)生壓力變化。壓力變化被印制電路板上的微機(jī)電系統(tǒng)傳感器探測到，并以電信號(hào)的形式輸出。兩個(gè)振動(dòng)傳感器同時(shí)將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)處理系統(tǒng)中的信號(hào)輸入單元。由判斷單元處理的數(shù)據(jù)通過信號(hào)輸出單元輸送至顯示系統(tǒng)，由顯示系統(tǒng)進(jìn)行直觀顯示。

4、系統(tǒng)特點(diǎn)

（1） 結(jié)構(gòu)簡單、成本費(fèi)用低。煤礦機(jī)電設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)和操作。整套裝置僅需0.8萬元，成本費(fèi)用相對(duì)較低。

（2） 應(yīng)用效果好。煤礦機(jī)電設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)安裝在設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備實(shí)時(shí)在線振動(dòng)監(jiān)測，并可直觀反映設(shè)備振動(dòng)情況，解決傳統(tǒng)人工監(jiān)測誤差大、效率低等技術(shù)難題，具有很好的應(yīng)用效果。

（3） 應(yīng)用范圍廣。煤礦機(jī)電設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)適用于煤礦中的主要大型機(jī)電設(shè)備，如采煤機(jī)、移動(dòng)變壓器、掘進(jìn)機(jī)等，同時(shí)還可在建筑、設(shè)備制造等其它領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用，適用性強(qiáng)。

（4） 由于振動(dòng)傳感器中配重質(zhì)量體質(zhì)量相對(duì)較重，質(zhì)量體頻繁上下運(yùn)動(dòng)對(duì)壓環(huán)損壞較嚴(yán)重，很容易造成壓環(huán)變形、復(fù)位困難，因此對(duì)壓環(huán)需定期進(jìn)行檢測、更換。

（5） 每個(gè)振動(dòng)傳感器中安裝兩個(gè)磁鐵， 共有兩個(gè)振動(dòng)傳感器，且與信號(hào)處理系統(tǒng)直接連接，造成在運(yùn)行過程中信號(hào)處理系統(tǒng)很容易受磁干擾， 引發(fā)信號(hào)失真現(xiàn)象，降低設(shè)備檢測準(zhǔn)確度。