[發明專利]一種大型人字閘門運行卡阻分析方法及裝置

有效

• 申請號: 202110206640.8
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113011058B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 李然;李涵釗;肖漢斌;齊俊麟;曾維;陳冬元;鄭衛力;陶然;陳鵬;覃濤;張杰;邊級
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;長江三峽通航管理局
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F18/00;E02B7/40;G06F119/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發明提供了一種大型人字閘門運行卡阻分析方法及裝置，針對大型人字閘門運行主要部件運動及不同工況下受力特征利用有限元預應力模態分析方法得到理論包含振動頻率的振動特征庫，通過布設運行卡阻檢測傳感器方案布置低頻高靈敏度傳感器，實現人字閘門運行振動信號采集，基于峰度檢驗和小波包分解相結合的分析方法進行隨機因素干擾噪聲的降噪處理，采用波形和時域參數分析法進行總體分析，初步判斷人字閘門運行異常及其部位，進一步分析異常人字閘門運行振動信號波形及時域參數，并與理論振動特征庫對比，識別故障程度并反饋至檢修處理模塊。為船閘行業人字閘門運行卡阻故障分析和判斷提供可行的技術方案。

技術領域

本發明屬于水運交通技術領域，涉及大型水工金屬結構運行監測分析技術領域，尤其是一種大型人字閘門運行卡阻分析方法及裝置。

背景技術

船閘人字閘門扼制通航水道的咽喉，是船閘的重要組成部分之一，對船舶過壩運輸發揮著極其重要的作用。它的任務是用來擋水使閘室形成通航需要的通航水位并控制船閘通航孔口，保證船只安全過閘。對于一般人字閘門，其門體的支撐主要來自頂樞、A、B拉桿和底樞，保證門葉繞門軸旋轉，實現閘門啟閉功能，門體近似懸空。頂樞主要受到水平方向傾覆力矩，是由閘門重心產生；而底樞主要是承重，大型閘門門體的重量多達600-800t；同時，閘門在啟閉過程中，啟閉時間3-6min，僅有67.5度的轉角，轉速低至0.0375-0.0625r/min。船閘人字門體積大、結構復雜、啟閉頻繁，由于其長期運行在低速重載的工況條件下，閘門運轉部件——頂樞、底樞、聯門軸部件的旋轉接觸表面很難形成良好的潤滑油膜，隨著閘門運行時間的增加，這些部位會出現不同程度的損壞情況，一旦破壞嚴重，檢修比較麻煩，也必將影響航運效益。所以，對閘門進行定期安檢、檢修具有非常重要的意義。

目前，國內對大型船閘人字閘門常采用定期檢修為主、事后檢修為輔的方式。由于頂樞、底樞和聯門軸等運轉部件的接觸表面多在結構內部，即使其出現故障也很難發現，上述檢修方式能起到作用，但效果并不理想。由于閘門重量和體積大，底樞一旦破壞，檢修起來費時費力，必將嚴重影響航運；而定期檢修又會造成“欠檢修”和“過檢修”的事故，同時門體的吊裝過程也會對門體的結構性能產生一定的影響，造成門體變形、焊縫拉裂等故障。狀態檢修是在閘門運行狀況監測的基礎上，實現底樞故障的預判和預報。同時，計算機輔助技術和機械信號處理技術的發展極大地推動了閘門運行狀況、故障在線監測和預報的發展。這種方法既可及時發現潛伏性隱患故障及其發展趨勢和嚴重程度，防止故障擴大和事故發生，提高人字閘門運行可靠性，又可為船閘檢修提供可靠的依據，實現對人字閘門運行故障早知道、早預報、早診斷，把故障消滅在萌芽之中，然后逐步實現船閘狀態檢修，延長船閘計劃性檢修的周期。

專利CN106289500A和CN106209223B分別公開了一種船閘人字門安全狀況的遠程監測系統及其監測方法和一種全光網船閘人字門健康狀態監測系統及其工作方法，但是其適用場合以及所解決的技術問題主要是基于振動信息量進行船閘人字門安全狀況的監測與采集，建立了基于光學傳感器的遠程監測系統，實現船閘人字門安全狀況和健康狀態的監測。但對于具體的大型人字閘門運行卡阻的分析和診斷，并沒有提供具有創造性的分析方法和技術方案，其重點在于人字閘門運行狀態的監測方案以及排除檢測時的外部干擾，相比較而言，本發明建立了完整的大型人字閘門運行卡阻分析方法及裝置，極大提高了人字閘門運行的安全性和穩定性。

因此，基于上述分析，需要通過技術手段對船閘人字閘門運行卡阻狀況進行檢測和分析，防范化解風險，實現船閘人字閘門的運行狀態監測和狀態檢修，從而保證船閘的安全穩定運行。

發明內容

本發明的目的是為大型船閘人字閘門運行狀態監測、檢修及管控分析提供的一種運行卡阻分析方法及裝置。