基于正交试验的钢丝绳探伤仪结构参数优化
田劼
孙钢钢
李睿峰
王伟
中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京) 煤矿智能化与机器人创新应用应急管理部重点实验室,北京 100083
摘要：在钢丝绳损伤检测中,探伤仪结构设计对钢丝绳损伤检测精度至关重要.针对现有基于电磁的钢丝绳探伤仪各结构参数及参数各种组合研究不充分的问题,提出了一种基于正交试验的钢丝绳探伤仪结构参数优化方法.基于径向磁环磁场分布的理论数学模型和等效磁路理论模型,分析得出影响钢丝绳探伤仪检测精度的结构参数有磁铁长度、磁铁厚度、衔铁厚度、衔铁长度和倒角参数.通过正交试验方法研究了各参数之间的影响等级及影响显著性:各参数对钢丝绳探伤仪检测精度的影响等级为磁铁厚度、磁铁长度、衔铁长度、衔铁厚度和倒角情况,磁铁厚度、磁铁长度和衔铁长度影响显著,在设计钢丝绳探伤仪时应优先考虑,衔铁厚度及倒角显著性不强,可以忽略;磁铁厚度和磁铁长度(<70 mm)的影响随着水平的增长整体呈正相关关系,随着磁铁厚度和磁铁长度的增大,检测精度会明显提升;而衔铁长度整体呈负相关关系,长度越长,检测精度越差.根据上述分析结果,确定了钢丝绳探伤仪各参数优化数值,并对优化前后的钢丝绳探伤仪的磁力线分布、磁场分布及径向、轴向各相位磁感应强度的分布进行对比验证.结果表明:基于正交试验优化后的钢丝绳探伤仪,磁力线分布均匀,对钢丝绳的励磁效果达到2T以上,漏磁信号明显,不同相位下的损伤信号区别较大;与优化前的钢丝绳探伤仪相比具有磁感应强度大幅度提高、空域分布明显改善、对传感器位置(提离值)的要求相对宽泛的优势,径向检测精度提升了40％左右,轴向检测精度提高约80％,对钢丝绳损伤的感知效果明显提升.
关键词：矿井提升机钢丝绳探伤仪无损检测结构参数优化漏磁检测磁感应强度正交试验
分类号：TD633(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(51774293)中央高校基本科研业务?重点领域交叉创新项目(2022JCCXJD02)
论文发表日期：2022-09-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 100-108 )
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