煤礦鋼絲繩芯輸送帶作為煤礦開采的主要運輸設備,在長期高負荷運行狀態下,由于輸送帶接頭處的鋼絲繩芯通常容易發生抽動,使皮帶接頭發生斷裂,導致嚴重的經濟損失。漏磁檢測以其優勢在鋼絲繩芯輸送帶缺陷無損檢測中被廣泛應用,但其對輸送帶接頭的檢測仍然存在許多不足。因此,研究煤礦鋼絲繩芯輸送帶接頭漏磁分布規律,并對接頭抽動進行定量評價,對于煤礦鋼絲繩芯輸送帶接頭抽動漏磁定量檢測具有重要的理論意義和應用價值。

首先,針對輸送帶接頭漏磁場分布規律研究難題,分析了煤礦鋼絲繩芯輸送帶接頭的結構、接頭抽動斷帶過程及接頭漏磁無損檢測的原理,建立了合理的接頭漏磁磁偶極子模型,對一階接頭的漏磁場分布以及影響其漏磁分布的因素進行了理論分析,得到了一階接頭漏磁理論分布特點及其隨接頭結構參數、相關檢測參數變化的規律。

其次,針對鋼絲繩芯輸送帶設備龐大笨重,內部接頭結構參數無法控制的缺點,設計了接頭三維漏磁分布自動檢測系統以對接頭漏磁分布進行實驗探究。該系統包括接頭漏磁檢測系統和三軸運動控制系統。接頭漏磁檢測系統采用高精度的Hall傳感器和數字化高精度CH-3600高斯計,對接頭漏磁場進行高精度測量。三軸運動控制系統采用了多軸運動控制器SMC6480,對傳感器探頭在掃描時的定位和移動進行控制。使用Labwindows\CVI軟件對上位控制軟件進行了開發,實現了對接頭漏磁信息空間域采集的自動化,為接頭漏磁分布的實驗研究提供良好的前提條件。

針對接頭漏磁理論分析與實際接頭漏磁之間可能存在的差異,制作了實驗接頭,并對實驗過程中的探頭、接頭位置及各坐標方向進行了規定,使實驗結果直觀可信。通過對一階接頭漏磁分布進行檢測實驗測試,驗證了接頭漏磁理論分析中的結論,并對復雜的多階接頭進行實驗測試,獲得了多階接頭的漏磁分布規律。最后,針對輸送帶漏磁檢測接頭抽動的定量評價問題,根據理論分析與實驗測試中接頭漏磁分布規律,設計了接頭漏磁峰值間距特征提取方法,對實驗接頭漏磁分量Bz的信號峰值間距進行了有效的提取。依據接頭長度與漏磁信號峰值間距之間的對應關系,制訂了接頭抽動漏磁定量評價方法。通過對實驗接頭的抽動進行漏磁定量評價,將接頭抽動的漏磁定量評價結果與直接測量的接頭抽動距離進行比較,得到了接頭抽動漏磁定量評價誤差的分布范圍,驗證了該接頭抽動漏磁定量評價方法的有效性以及本研究的正確性。

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