帶式輸送機(jī)是煤礦地面煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的核心設(shè)備，其滾筒軸承長(zhǎng)期在重載、高粉塵環(huán)境下運(yùn)行，極易因疲勞磨損、潤(rùn)滑失效或粉塵侵入而引發(fā)輸送帶跑偏、磨損加劇，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)輸送中斷，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

某煤礦在日常巡檢中發(fā)現(xiàn)，部分運(yùn)行年限超 3 年的帶式輸送機(jī)滾筒軸承存在振動(dòng)異?，F(xiàn)象。然而，傳統(tǒng)人工巡檢無(wú)法精確量化故障特征，且檢修依賴固定周期，既容易造成過(guò)度維護(hù)，增加運(yùn)維成本，又存在漏檢風(fēng)險(xiǎn)，難以保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。針對(duì)上述問(wèn)題，傳感智能振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)建滾筒軸承全生命周期管理，彌補(bǔ)傳統(tǒng)巡檢短板，為煤礦設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠的技術(shù)支撐。

圖1 傳感器現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

01 異常振動(dòng)信號(hào)捕捉

2025 年 1 月，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到某帶式輸送機(jī)滾筒軸承振動(dòng)加速度峰值從基線值 1.2m/s2 逐漸上升至 7.5m/s2，同時(shí)頻譜分析顯示，包絡(luò)圖譜中出現(xiàn)明顯45.3Hz及諧波成份（圖 2）。該頻率與軸承外圈故障特征頻率（BPFO）理論計(jì)算值 45.3Hz 高度吻合，初步判斷為外圈局部剝落。

圖 2 滾筒軸承振動(dòng)頻譜圖

02 技術(shù)方案與實(shí)施

1、傳感器部署

●采用 VB43LoRa智能無(wú)線溫振傳感器，安裝于軸承座上（圖 3），實(shí)時(shí)采集加速度、速度、溫度數(shù)據(jù)。

●傳感器內(nèi)置濾波算法，結(jié)合帶式輸送機(jī)運(yùn)行狀態(tài)修正振動(dòng)數(shù)據(jù)，有效消除輸送機(jī)機(jī)身振動(dòng)干擾。

圖3 傳感器現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

2、數(shù)據(jù)分析與診斷

高頻采樣與邊緣計(jì)算：

以 6400Hz 采樣率捕獲原始波形，傳感器端完成峭度、包絡(luò)解調(diào)等特征值提取，大幅降低數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載。

APEF 自適應(yīng)算法：

通過(guò)濾波優(yōu)化振動(dòng)烈度閾值，誤報(bào)率大大降低，依據(jù)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行閾值計(jì)算。

故障確認(rèn)：拆解目標(biāo)滾筒軸承后，發(fā)現(xiàn)外圈存在明顯損傷，與診斷結(jié)論一致。

降低損失：檢修時(shí)間從原計(jì)劃的 8 小時(shí)縮短至 2.5 小時(shí)，極大減少了輸送機(jī)停機(jī)對(duì)煤炭運(yùn)輸?shù)挠绊憽?/span>

單次故障預(yù)警避免的連帶損失（含滾筒更換、輸送帶修復(fù)、生產(chǎn)損失）預(yù)估達(dá) 10萬(wàn)元。

圖 4 滾筒軸承外圈剝落實(shí)物圖

03 長(zhǎng)效管理機(jī)制

●健康數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建

建立滾筒軸承振動(dòng)特征庫(kù)，涵蓋正常工況、內(nèi)外圈故障、滾動(dòng)體損傷等典型模式，為 AI 診斷提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

●維護(hù)策略優(yōu)化

從 “定期檢修” 轉(zhuǎn)變?yōu)?“狀態(tài)檢修”，滾筒軸承平均更換周期延長(zhǎng) 30%，備件庫(kù)存成本降低 18%。

●全系統(tǒng)推廣

截至 2025 年 3 月，該系統(tǒng)已覆蓋該煤礦 10 條帶式輸送機(jī)的多個(gè)滾筒軸承，累計(jì)觸發(fā)有效預(yù)警 10 次，故障識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá) 94%。

04 結(jié)語(yǔ)

振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在煤礦帶式輸送機(jī)滾筒軸承管理中的應(yīng)用，展現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)維護(hù)理念的優(yōu)勢(shì)。捷杰傳感智能振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)融合高精度傳感與智能算法，精準(zhǔn)預(yù)警故障，推動(dòng)煤礦設(shè)備運(yùn)維從被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)。未來(lái)，隨著振動(dòng)特征庫(kù)完善及多源數(shù)據(jù)融合，煤礦設(shè)備健康管理將邁向高階預(yù)測(cè)性維護(hù)階段，為煤礦產(chǎn)業(yè)智能化、高效化發(fā)展提供有力支撐。