煤矿掘进机轴承故障快速诊断系统设计分析

马 雷

（晋能控股煤业集团寺河煤矿，山西 晋城 048000）

引言

在煤矿井下巷道掘进过程中，掘进机是非常重要的机械设备，而在掘进机中轴承发挥着非常重要的作用，其性能的优劣直接决定掘进机的工作效率，为此需要对掘进机轴承的问题进行分析。以某掘进机轴承为研究对象，从而可以设计出掘进机轴承故障诊断系统，同时对掘进机轴承故障进行诊断，这样能够有效地降低轴承故障率，优化轴承的性能。

1 掘进机轴承故障诊断系统功能需求

为了达到工业设备的智能化的需要，因此掘进机轴承故障诊断系统必须实现诊断结果的可视化、检测结果准确性、便于工作人员操作等功能。工作人员在进行系统操作时，都设定有相应的权限，而普通用户在进行操作系统时，仅仅能够对系统进行操作以及查看，而相应的管理人员可以实现数据信息录入、处理数据以及传输信息、轴承故障诊断、修改参数、故障诊断操作记录、查看故障等等功能[1-2]。该故障诊断系统包括：用户注册单元、用户登录单元、数据读取单元、轴承故障诊断单元、操作记录单元等。其中，数据读取单元与数据读取单元向匹配，数据处理时可以实现对相关性进行分析以及属性简约单元，轴承故障诊断可以与集成学习故障诊断以及相应的非逻辑回归故障诊断单元进行对应。

2 掘进机轴承故障诊断系统总体方案设计

经过对掘进机轴承故障进行分析，同时依据轴承故障诊断需求问题，从而设计出如图1所示的掘进机轴承故障诊断系统控制单元。

通过分析图1可以发现，该掘进机轴承故障诊断系统包括用户注册单元、数据读取单元、轴承故障诊断单元、数据传输单元、故障诊断操作单元等等。该系统能够对掘进机轴承故障进行诊断，同时实现可视化操作。

图1 掘进机轴承故障诊断系统控制单元

掘进机轴承故障诊断系统按照功能可以划分为：数据展示与用户操作层、业务模块逻辑设计层、数据存储和传输层等四层。其中在数据展示与用户操作层设置了数据展示、用户注册以及相应的用户登录等[3]。在业务模块控制层中设置了用户区分、功能分配、代码调度。业务单元逻辑设计层设置了用户管理、信息录入以及处理单元、掘进机轴承故障诊断等。在数据存储和传输层中设置有如下功能：实现用户信息的记录、记录轴承故障诊断信息、对轴承故障诊断操作进行记录。

3 掘进机轴承故障诊断系统人机登录界面及故障诊断

通过分析掘进机轴承故障诊断系统功能需求、功能单元以及相应的设计总体方案，与此同时结合数值计算以及MATLAB、Visual Basic、Java等软件进行分析和轴承故诊断系统，进而设计出故障诊断系统人机登录界面。

下页图2表示相应的掘进机轴承故障诊断系统人机登入页面，通过分析该页面可以发现其包括如下几个操作按钮：用户注册、用户登录、程序开始、程序暂停。在该界面新用户可以进行登入注册，以及能够在登入界面进行系统登录[4-5]。用户可以通过操作开始与停止按钮实现轴承故障诊断故障系统的运行与停顿操作。

图2掘进机轴承故障诊断系统人机操作界面情况图

图3 表示掘进机轴承故障诊断系统故障选项介绍。通过分析图3可以发现，该系统主要包括如下几个单元：故障现象、故障原因列表、故障排队等。经过分析发现掘进机轴承故障主要表现为如下几个方面：塑性变形、磨损、胶合、断裂、疲劳剥落、锈蚀、电蚀等。

图3 掘进机轴承诊断系统故障选项图

为了便于更好地对掘进机故障诊断，通常可以加入可视化的操作，如图4所示。通过分析图4可以看出，该系统能够录入轴承数据，同时该系统设置的软件能够对数据进行处理以及信息交互，进而该系统可以依据数据类型对不同的轴承故障进行诊断，接着经过将处理之后的数据与图片库进行比较将轴承故障类型与图片上传可视化区域，从而实现故障可视化。与此同时，可以将轴承故障记忆在系统中，便于后续信息的查询以及比较。

图4 掘进机轴承故障诊断系统故障诊断界面图

4 结语

由于当前在对掘进机轴承进行诊断的过程中表现出诊断难度大、诊断效率低以及不可可视化等缺点，因此以大数据、数值计算软件以及编程软件等设计掘进机轴承故障诊断系统。经过实践发现该系统可以便捷、准确以及可视化的对掘进机轴承故障进行诊断，同时能够方便发现轴承故障，极大地缩短了掘进机轴承故障维修时间，及时便于工作人员对轴承故障进行维护。