[發(fā)明專利]用于對尤其是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的滑動軸承進行狀態(tài)監(jiān)控的基于模型的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880080297.3
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN111492220B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丹尼爾·沃爾夫;尤米特·庫特盧艾;盧克·吉恩斯;約翰內(nèi)斯·舍費爾;喬治·滕克霍夫
• 申請（專利權(quán)）人: ZF腓德烈斯哈芬股份公司;ZF風(fēng)能安特衛(wèi)普有限公司
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;F03D7/04;G05B23/02
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 潘小軍;韓毅

本發(fā)明涉及用于對旋轉(zhuǎn)部件的借助潤滑油運行的滑動軸承(1)進行狀態(tài)監(jiān)控的方法以及系統(tǒng)，其中，利用至少一個傳感器(2)測量軸承特有的物理參量，將軸承特有的物理參量提供給用于狀態(tài)監(jiān)控的控制單元(ECU)，所述方法包括下列步驟：?通過控制單元(ECU)由至少一個物理的滑動軸承模型(N?V?F)來確定滑動軸承(1)和/或潤滑油的至少一個狀態(tài)參量(s；T；p)作為輸出參量(y)，至少將轉(zhuǎn)速(n)以及扭矩(M)作為配屬于潤滑油的動態(tài)特性的輸入?yún)⒘?u)提供給滑動軸承模型；?利用至少一個傳感器(2)來測量針對至少其中一個狀態(tài)參量(s；T；p)的比較值；?根據(jù)狀態(tài)參量(s；T；p)的測得的值與狀態(tài)參量(s；T；p)的基于模型作為輸出參量(y)所計算出的值進行比較來評估：物理的滑動軸承模型(N?V?F)以何種程度反映出滑動軸承(1)的實際特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于對旋轉(zhuǎn)部件的借助潤滑油運行的滑動軸承進行狀態(tài)監(jiān)控的方法，其中，利用至少一個傳感器測量軸承特有的物理參量，將它們提供給用于狀態(tài)監(jiān)控的控制單元。此外本發(fā)明還涉及一種用于利用這種方法對借助潤滑油運行的滑動軸承進行狀態(tài)監(jiān)控的系統(tǒng)，并且涉及一種裝備有所述系統(tǒng)的機器或設(shè)備，優(yōu)選是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。此外，也說明體現(xiàn)前述方法的計算機程序產(chǎn)品。

本發(fā)明應(yīng)用范圍擴展至用于作為旋轉(zhuǎn)部件的重型軸的流體靜力或流體動力的滑動軸承，它們尤其是用于載具制造、船舶技術(shù)以及機器和設(shè)備制造。作為重型軸，在這些應(yīng)用范圍內(nèi)尤其理解為軸直徑在30mm至300mm之間的驅(qū)動軸。然而也可以想到更小或更大的軸直徑，只要它們可以裝備有此次所述類型的旋轉(zhuǎn)軸承，尤其是對于軸承間隙的潤滑油供給來說是可接近的。在此感興趣類型的軸例如在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中用于支承傳動機構(gòu)部件，例如齒輪、齒輪對以及與其協(xié)同工作的軸。同樣可以想到這些應(yīng)用，它們涉及其他旋轉(zhuǎn)部件的支承部(例如在轉(zhuǎn)子和傳動機構(gòu)輸入端之間的驅(qū)動系的轉(zhuǎn)子軸)或轉(zhuǎn)子葉片在輪轂上的支承部，其中，轉(zhuǎn)子葉片的葉片距離是可調(diào)節(jié)的。原則上，本發(fā)明解決方案可以應(yīng)用于軸向和徑向的滑動軸承設(shè)施及其組合。除了轉(zhuǎn)動軸作為旋轉(zhuǎn)部件，也可行的是，在運動學(xué)反轉(zhuǎn)意義下旋轉(zhuǎn)部件構(gòu)造為圍繞豎立軸旋轉(zhuǎn)的部件。

背景技術(shù)

US2011/0188988A1說明一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的輪轂上的轉(zhuǎn)子的滑動支承部技術(shù)解決方案，其在此被設(shè)計成軸向支承部。該軸向支承部作用于布置在轉(zhuǎn)子葉片的近端側(cè)的轉(zhuǎn)動導(dǎo)軌的彼此對置的環(huán)形面。位于軸承間隙內(nèi)的潤滑油的狀態(tài)在此根據(jù)第一實施方案通過壓力傳感器獲知，其測量布置在軸襯側(cè)或軸側(cè)的軸承間隙壓力，由此控制單元影響壓力潤滑回路的泵驅(qū)控和/或風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的運行，例如影響其動態(tài)狀態(tài)。根據(jù)在此所述的另一實施方案，該控制基于以傳感器技術(shù)獲知滑動支承部的軸承間隙內(nèi)的潤滑油的溫度。在此存在的溫度是轉(zhuǎn)子葉片負載的指標。最后，根據(jù)另一實施方案建議，以傳感器技術(shù)獲知滑動支承部的軸承間隙內(nèi)的潤滑油膜厚度，其對應(yīng)于在最窄位置處軸承間隙的當(dāng)前厚度，以此為基礎(chǔ)同樣可以執(zhí)行前述控制。假如潤滑油膜厚度下降低于預(yù)定最小值，則可以由此推導(dǎo)出轉(zhuǎn)子葉片的過載。

US2012/0068460A1公開一種徑向滑動軸承設(shè)施，用于風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的驅(qū)動系的、與現(xiàn)有技術(shù)的前述解決方案相比在正常運行中轉(zhuǎn)動更快地環(huán)繞的軸。滑動軸承在此構(gòu)成驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)子輪轂側(cè)的支承部位。滑動軸承設(shè)施同樣包括傳感器，其在適當(dāng)位置測量間隙寬度進而測量位于軸承間隙內(nèi)的潤滑油的潤滑油膜厚度，以便從測量值出發(fā)控制壓力潤滑回路的泵以及滑動軸承設(shè)施的升降執(zhí)行器，借助其幫助可以各種流體動力運行模式支承軸。

此外，根據(jù)一般已知現(xiàn)有技術(shù)，尤其針對具有至少一個傳動機構(gòu)輸入側(cè)的行星齒輪級的風(fēng)力發(fā)電傳動機構(gòu)，也得到轉(zhuǎn)動部件的滑動支承部，例如從動側(cè)的太陽軸相對于傳動機構(gòu)殼體或行星齒輪支架銷上的行星齒輪作為固定軸。滑動支承部通常聯(lián)接至傳動機構(gòu)內(nèi)部的壓力潤滑回路，用于持續(xù)供給潤滑油，其可以裝備有傳感器用于對壓力潤滑進行狀態(tài)監(jiān)控。