[發明專利]確定軸承狀況的系統、裝置和方法

在審

• 申請號: 202080046530.3
• 申請日: 2020-06-26
• 公開（公告）號: CN114026564A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: P·V·S·奈爾;V·馬利克
• 申請（專利權）人: 西門子股份公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/27;F16C19/52;F16C41/00;G01M13/045;G06F119/04;G06F119/08;G06F119/10;G06F119/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉書航;陳嵐

1.一種確定系統（800）中至少一個軸承（810）的狀況的計算機實現的方法，所述方法包括：

從與系統（800）相關聯的一個或多個感測單元接收與系統（800）相關聯的操作數據；

從所述操作數據確定所述至少一個軸承（810）的操作輪廓，其中所述操輪廓包括與所述至少一個軸承（810）相關聯的振動響應和熱響應中的至少一個；

基于所述操作輪廓和虛擬軸承模型（400，600）確定所述至少一個軸承（810）的操作期間的沖擊力輪廓，其中所述沖擊力輪廓與所述至少一個軸承的滾動元件和所述軸承的物理缺陷之間的沖擊相關聯，其中所述虛擬軸承模型（400，600）在與同所述至少一個軸承（810）可比較的軸承組相關聯的操作輪廓和沖擊力輪廓上被訓練；和

基于沖擊力輪廓確定所述至少一個軸承（810）的狀況。

2.根據權利要求1所述的方法，其中在與同所述至少一個軸承（810）可比較的軸承組相關聯的操作輪廓和沖擊力輪廓上訓練虛擬軸承模型（400，600）包括：

基于與軸承組相關聯的測試操作數據確定測試操作輪廓，其中測試操作包括在軸承的測試期間從軸承組生成的操作數據，并且其中測試操作輪廓包括與軸承組相關聯的振動響應和熱響應。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中基于與軸承組相關聯的測試操作數據來確定測試操作輪廓包括：

在軸承組中的一個或多個軸承上產生一個或多個預定缺陷；

在一個或多個系統負載狀況下操作包括軸承的系統，其中系統負載狀況指示系統上的系統負載；和

針對系統負載狀況確定與軸承組相關聯的測試操作輪廓，其中所述測試操作輪廓基于從位于軸承組之中的每個軸承內部和外部的感測單元接收的測試操作數據而生成。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，進一步包括：

根據測試操作輪廓和模擬操作輪廓確定模擬沖擊力；和

基于模擬沖擊力生成與軸承組相關聯的應力分布。

5.根據權利要求4所述的方法，其中根據所述測試操作輪廓和所述模擬操作輪廓確定所述模擬沖擊力包括：

基于模擬操作輪廓和軸承滾珠的至少一個質量、與軸承相關聯的阻尼系數和剛度來預測模擬沖擊力，其中模擬沖擊力包括來自軸承的穩態移動的穩態分量和與預定缺陷相關聯的動態分量中的至少一個。

6.根據權利要求4所述的方法，其中基于模擬沖擊力預測與軸承組相關聯的應力分布進一步包括：

比較測試操作輪廓和模擬操作輪廓；

基于所述比較更新模擬沖擊力；

基于更新的模擬沖擊力生成應力分布；和

使用所述至少一個機器學習算法將應力分布映射到預定缺陷。

7.根據權利要求6所述的方法，其中基于所述測試操作輪廓和所述模擬操作輪廓之間的比較來更新所述模擬沖擊力進一步包括：

使用至少一個機器學習算法，基于測試操作輪廓和模擬操作輪廓之間的差，校準與軸承組相關聯的更新的模擬沖擊力。

8.根據權利要求7所述的方法，其中所述至少一個機器學習算法是差分進化算法，并且其中使用至少一個機器學習算法基于所述測試操作輪廓和所述模擬操作輪廓之間的差來校準與軸承組相關聯的更新的模擬沖擊力包括：

定義軸承組的應力上限和應力下限；

通過變異和重組操作之一來確定應力上限和應力下限內的可能應力分布，其中針對差確定可能應力分布；和

使用基于沖擊力差的連續函數優化從可能應力分布中選擇應力分布。

9.根據權利要求2至8中任一項所述的方法，其中基于與所述軸承組相關聯的測試操作數據來確定所述測試操作輪廓進一步包括：

基于與所述軸承組中的一個或多個軸承相關聯的軸承負載、負載區、軸承間隙、潤滑粘度和潤滑劑污染中的至少一個來預測所述軸承在經受預定缺陷時的壽命。