1、設(shè)計背景

煤礦機電設(shè)備荷載功率相對較大， 在運行時不可避免地會產(chǎn)生徑向跳動及軸向竄動。當煤礦機電設(shè)備在轉(zhuǎn)動時，若徑向跳動或軸向竄動的幅度過大，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發(fā)現(xiàn)，會造成設(shè)備帶病運轉(zhuǎn)現(xiàn)象。長時間帶病運轉(zhuǎn)很容易造成設(shè)備損壞， 不僅提高了煤礦機電設(shè)備故障率，而且還會引起煤礦中大機電事故，如電動機燒毀、變壓器線圈匝間擊穿等，嚴重影響煤礦的安全高效生產(chǎn)。對此，我司設(shè)計了一套煤礦機電設(shè)備振動在線監(jiān)測系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中取得了良好的效果。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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

振動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)計安裝兩個振動傳感器。

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

顯示系統(tǒng)包括顯示器和打印機兩部分， 主要將設(shè)備的振動位置、振動幅度、損壞程度及處理情況在顯示屏上實時直觀地顯示出來， 并利用打印機打印出設(shè)備振動曲線圖。

3、系統(tǒng)工作原理

煤礦機電設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生振動時， 振動傳感器隨振動波產(chǎn)生振動。傳感器內(nèi)的配重質(zhì)量體在振動作用下，帶動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電系統(tǒng)傳感器探測到，并以電信號的形式輸出。兩個振動傳感器同時將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸入信號處理系統(tǒng)中的信號輸入單元。由判斷單元處理的數(shù)據(jù)通過信號輸出單元輸送至顯示系統(tǒng)，由顯示系統(tǒng)進行直觀顯示。

4、系統(tǒng)特點

（1） 結(jié)構(gòu)簡單、成本費用低。煤礦機電設(shè)備振動監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便于維護和操作。整套裝置僅需0.8萬元，成本費用相對較低。

（2） 應(yīng)用效果好。煤礦機電設(shè)備振動監(jiān)測系統(tǒng)安裝在設(shè)備內(nèi)部，實現(xiàn)了設(shè)備實時在線振動監(jiān)測，并可直觀反映設(shè)備振動情況，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。煤礦機電設(shè)備振動監(jiān)測系統(tǒng)適用于煤礦中的主要大型機電設(shè)備，如采煤機、移動變壓器、掘進機等，同時還可在建筑、設(shè)備制造等其它領(lǐng)域中進行應(yīng)用，適用性強。

（4） 由于振動傳感器中配重質(zhì)量體質(zhì)量相對較重，質(zhì)量體頻繁上下運動對壓環(huán)損壞較嚴重，很容易造成壓環(huán)變形、復位困難，因此對壓環(huán)需定期進行檢測、更換。

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