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制动器是矿井提升设备中必不可少的制动和安全保障部件,其工作状态直接影响矿井日常生产和从业人员的生命安全。利用计算机技术、现代检测和故障诊断技术对制动器主要运行参数和工作状态进行监测与诊断,对保证制动器准确有效的工作、防止提升事故具有重要的现实意义。 论文针对提升机盘式制器实际运行情况,研究确定了盘式制动器主要运行参数,包括闸瓦间隙、碟簧压力、端面跳动、液压油油压及油温的监测方法。通过对比常用故障诊断算法的优缺点,选取了适于小样本条件的支持向量机算法实现制动器的故障诊断。 以河南省永城某矿副井提升机为对象,利用AMESim仿真软件构建了提升机盘式制动系统仿真模型。通过与实际运行过程对比验证了仿真模型的正确性,并对碟簧刚度失效这一盘式制动器主要故障进行仿真,取得了故障状态下主要参数的仿真数据。 结合煤矿盘式制动系统正常运行和碟簧故障样本数据,利用libsvm软件工具获取了SVM二分类模型的参数最优解,建立了制动系统正常和碟簧故障状态的SVM算法模型。 针对适应煤矿现场使用条件,研究确定了基于上、下位机结构形式的提升机盘式制动器监测与故障诊断系统的硬件构成方案,并设计开发了系统硬件和软件。依据盘式制动系统结构和现场安装条件选择了合适的传感器;设计开发了以MSP430f149单片机为主控芯片,包含信号调理与滤波、串行通信、32路模拟输入等功能的智能数据采集卡。软件部分由下位机软件和上位机软件组成。其中,下位机软件以C为编程语言,完成数据的采集、预处理、通信等功能;上位机软件以 LabVIEW为开发平台,通过串行接口实现与下位机的通信,实现了采集数据的监测、报警、存储、查询以及故障诊断等功能。 论文进行了测量通道的静态特性分析、监测和故障诊断功能的实验验证,结果表明该监测与故障诊断系统能够满足对提升机盘式制动系统主要运行参数的监测要求和主要故障状态的识别。