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滚筒作为带式输送机传递功率的重要组件，也是输送机系统最常见的易损部件之一，因此，对其进行状态监测和故障诊断是保障带式输送机安全运行的重要手段。然而，目前国内外对其研究主要集中在结构的优化设计上，对其进行故障诊断方面的研究仍处于空白，本论文旨在对滚筒组件的故障诊断方法进行深入的探索。 本论文将理论分析、三维实体建模、有限元分析、多体动力学仿真技术以及信号分析方法研究等相结合，应用于滚筒组件的故障诊断研究中。在对带式输送机滚筒传动机理和受力进行分析的基础上，研究了滚筒组件的失效形式及原因，建立了滚筒组件的三维模型和有限元模型;利用有限元分析方法确定了滚筒的故障区域，借助ADAMS虚拟样机技术模拟滚筒组件的多种故障情况并进行仿真，并提取故障特征信号;采用基于时域分析和自适应模糊C均值聚类分析相结合的方法进行诊断，实现对滚筒组件不同故障类型的聚类分析。主要的研究内容包括: (1)滚筒传动机理和受力分析。研究滚筒体筒壳表面载荷圆周分布和轴向分布规律，建立数学模型，总结滚筒组件的失效形式以及失效原因，为仿真分析提供理论依据。由于带式输送机在运料过程中，物料通常集中在输送带中间，筒壳表面载荷轴向分布不均匀，因此合适的模型选择尤为重要。 (2)建立滚筒组件的三维模型和有限元模型。依据滚筒的机械参数，建立正常滚筒组件的三维模型，建立滚筒有限元模型，通过静力学分析确定滚筒模型的应力应变集中区域，并以这些“危险区域”作为故障滚筒建模的依据。 (3)滚筒组件故障仿真分析。依据有限元分析结果建立滚筒体单故障、多故障三维模型以及滚筒组件混合故障三维模型，利用ADAMS对滚筒组件不同故障模型进行动力学仿真，并将仿真结果应用于故障诊断。 (4)研究滚筒组件的故障诊断方法并进行实验验证。通过建立信号特征和不同故障信息之间的映射关系，提出应用时域分析与自适应模糊C均值聚类分析相结合的诊断方法，并采用根据类可分指标进行特征选择的方法对时域参数进行特征评价，优选出了5个时域参数作为聚类分析的特征向量，从而实现对滚筒组件不同故障类型的聚类分析，并通过实验验证了所提方法能够实现对滚筒组件故障及故障类型的有效诊断。