[發(fā)明專利]盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)性能監(jiān)測(cè)及修復(fù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010917198.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-03
• 公開（公告）號(hào): CN112014094B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫振川;郭璐;王雅文;張合沛;任穎瑩;王凱;王發(fā)民;范文超;許華國(guó);周振建;孫飛祥;陳瑞祥;陳橋;楊振興;楊延棟;褚長(zhǎng)海;馮歡歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中鐵隧道局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00;G01M13/028;G01M13/021;G01M13/045;E21D9/06
• 代理公司: 鄭州浩翔專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41149
• 代理人: 李偉

1.盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)性能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法至少包括：

接收設(shè)置在盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)裝置上的至少一個(gè)傳感器傳輸?shù)恼駝?dòng)信號(hào)，并將所述振動(dòng)信號(hào)以盾構(gòu)機(jī)每一次掘進(jìn)環(huán)的行程為單位進(jìn)行存儲(chǔ)；

掃描當(dāng)前掘進(jìn)環(huán)行程內(nèi)接收的所有的振動(dòng)信號(hào)，提取振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域波形的特征參數(shù)大于第一異常閾值的至少一個(gè)第一局部信號(hào)；

基于所述第一局部信號(hào)進(jìn)行頻域變換以獲取其頻域波形的特征參數(shù)，并基于所述第一局部信號(hào)的時(shí)域波形的特征參數(shù)和頻域波形的特征參數(shù)進(jìn)行二次診斷以確定引起所述第一局部信號(hào)的至少一個(gè)傳感器；

調(diào)取所述至少一個(gè)傳感器的前一個(gè)或前多個(gè)掘進(jìn)環(huán)內(nèi)接收的歷史振動(dòng)信號(hào)，并基于所述第一局部信號(hào)的時(shí)域和頻域信息過濾所述歷史振動(dòng)信號(hào)生成第二局部信號(hào)；

基于所述第一局部信號(hào)和第二局部信號(hào)構(gòu)建關(guān)于所述至少一個(gè)傳感器的行為曲線；

基于所述行為曲線預(yù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障的趨勢(shì)；

所述時(shí)域波形的特征參數(shù)是幅值域、時(shí)差域的至少一種，其中，

在所述第一異常閾值為表示盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)存在異常但可以短期運(yùn)行的情況下，基于所述第一局部信號(hào)的時(shí)域波形的特征參數(shù)和頻域波形的特征參數(shù)進(jìn)行二次診斷以確定盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)裝置是否發(fā)生故障，其中，

如果經(jīng)過所述二次診斷確定所述第一局部信號(hào)的頻域特征參數(shù)處于第二異常閾值范圍內(nèi)，則確定盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障；

如果經(jīng)過所述二次診斷確定所述第一局部信號(hào)的頻域特征參數(shù)處于第二異常閾值范圍外，則盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置的故障需要進(jìn)一步判定；

在所述第一異常閾值為表示盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置存振動(dòng)在異常且無法運(yùn)行的情況下，

基于所述第一局部信號(hào)的時(shí)域波形的特征參數(shù)和頻域波形的特征參數(shù)進(jìn)行二次診斷以確定第一局部信號(hào)的故障頻率，其中，

在經(jīng)過二次診斷確定盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障的情況下，

基于所述第一局部信號(hào)的故障頻率與主驅(qū)動(dòng)裝置的振動(dòng)信號(hào)的頻率進(jìn)行比對(duì)以確定主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障的零部件；

基于發(fā)生故障的零部件確定至少一個(gè)引起所述第一局部信號(hào)的傳感器；

在所述第一異常閾值為表示盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置存在異常但可短期運(yùn)行且經(jīng)過二次診斷確定盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置需要進(jìn)一步判定的情況下，

剔除當(dāng)前掘進(jìn)環(huán)行程內(nèi)接收的所有的振動(dòng)信號(hào)內(nèi)的所述第一局部信號(hào)生成第一平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)；

調(diào)取引起所述第一局部信號(hào)的至少一個(gè)傳感器的前一個(gè)或前多個(gè)掘進(jìn)環(huán)內(nèi)接收的歷史振動(dòng)信號(hào)，并基于所述第一平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域和/或頻域信息過濾所述歷史振動(dòng)信號(hào)生成第二平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)；

比較所述第一平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)和所述第二平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域和/或頻域信息，其中，

如果第一平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)和第二平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域和/或頻域的變化趨勢(shì)一致則判定盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置未發(fā)生故障；

如果第一平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)和第二平穩(wěn)振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域和/或頻域的變化趨勢(shì)不一致則判定盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障；

基于發(fā)生故障的零部件確定至少一個(gè)引起所述第一局部信號(hào)的傳感器的步驟至少包括：

基于發(fā)生故障的零部件確定監(jiān)測(cè)該零部件的至少一個(gè)傳感器；

基于監(jiān)測(cè)該零部件的至少一個(gè)傳感器選取距離發(fā)生故障的零部件最近且監(jiān)測(cè)的振動(dòng)方向與所述第一局部信號(hào)的振動(dòng)方向相同的傳感器，其中，

在監(jiān)測(cè)的振動(dòng)方向與所述第一局部信號(hào)的振動(dòng)方向相同的監(jiān)測(cè)該零部件的傳感器的數(shù)量大于一個(gè)的情況下，選取彼此距離最近且監(jiān)測(cè)的振動(dòng)方向與所述第一局部信號(hào)的振動(dòng)方向相同的第一傳感器和第二傳感器，其中，

基于所述第一傳感器的行為曲線和第二傳感器的行為曲線預(yù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)發(fā)生故障的趨勢(shì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)性能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，基于所述行為曲線預(yù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障的趨勢(shì)的步驟至少包括：

在所述行為曲線中尋找初次表示振動(dòng)發(fā)生異常但可短期運(yùn)行的第一節(jié)點(diǎn)；

在所述行為曲線中尋找初次表示振動(dòng)發(fā)生異常且無法運(yùn)行的第二節(jié)點(diǎn)；

尋找在所述行為曲線中所述第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)之間表示振動(dòng)發(fā)生異常但可短期運(yùn)行的至少一個(gè)第三節(jié)點(diǎn)；

基于行為曲線中到達(dá)所述第一節(jié)點(diǎn)的時(shí)間間隔和所述第一節(jié)點(diǎn)與第二節(jié)點(diǎn)的時(shí)間間隔預(yù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障的趨勢(shì)，其中，

基于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第三節(jié)點(diǎn)的時(shí)間間隔、彼此相鄰的所述第三節(jié)點(diǎn)之間的間隔以及所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第二節(jié)點(diǎn)的時(shí)間間隔修正預(yù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)的主驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)生故障的趨勢(shì)。