轴承的剩余有效寿命的预测制造技术

提供了用于预测电动吊舱式方位推进器的轴承的剩余有效寿命的机构。方法由控制器执行。该方法包括获取轴承的操作条件。该方法包括使用操作条件来预测轴承的剩余有效寿命。轴承的寿命分为三个单独阶段。在三个单独阶段中，对轴承的剩余有效寿命进行不同地预测。

Prediction of Remaining Effective Life of Bearings

A mechanism for predicting the residual effective life of bearings in electric podded azimuth thrusters is provided. The method is executed by the controller. The method includes obtaining the operating conditions of bearings. The method includes the use of operating conditions to predict the residual effective life of bearings. Bearing life can be divided into three separate stages. In three separate stages, the residual effective life of bearings is predicted differently.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴承的剩余有效寿命的预测
本文中所给出的实施例涉及用于预测轴承的剩余有效寿命的方法、控制器、计算机程序和计算机程序产品。
技术介绍
一般而言，电动吊舱式方位推进器是船用推进单元，其由安装在可转向大型平底船(gondola)(“吊舱”)上的固定螺距螺旋桨组成，该大型平底船还包含驱动螺旋桨的电动机。因此，吊舱式方位推进器将方向舵、推进器和螺旋桨的动作组合成一个旋转推进单元。在吊舱式方位推进器单元中，电动机安装在推进单元内部，并且螺旋桨直接连接到电机轴。通过避免使用传统的螺旋桨轴，螺旋桨可以进一步位于清澈水流中的船尾下方，从而提供更大的流体动力和机械效率。更进一步地，它增加了船舶发电站总体布置的灵活性。用于推进电机的电力通过滑环传导，滑环使吊舱式方位推进器单元围绕竖直轴线旋转360度。因为吊舱式方位推进器单元利用固定螺距螺旋桨，所以总是通过允许控制推进电机的速度和方向的变频驱动器或交交变流器馈送电力。从推进产品可用性性能的角度可以看出在历史上，轴线轴承具有非定期入干坞的最高临界重要因素。这意味着如果轮船由于推进产品相关损坏而需要入干坞，则推进产品相关损坏很可能是由轴线轴承故障造成的。因此，根据给定维护指令维持轴承的操作环境(operatingcontext)以及基于给定指南来操作推进产品是至关重要的。另外，可能需要预测性维护以最大化存活的可能性，直到下一定期入干坞为止，尤其是在发生轴承损坏的情况下。今天，这个问题使用来自不同来源的数据进行解决，借助于通过若干手动和自动方法对轴承进行连续以及定期监测、主要基于专业知识和建议来进行分析。这样的监测可能很麻烦，因此可能难以准确预测吊舱式方位推进器轴承的剩余有效寿命(RUL)。因此，仍然需要改进对轴承的剩余有效寿命的预测。
技术实现思路
本文中的实施例的目的是提供轴承的剩余有效寿命的有效且准确的预测。根据第一方面，提出了用于预测电动吊舱式方位推进器的轴承的剩余有效寿命的方法。方法由控制器执行。方法包括：获取轴承的操作条件。方法包括：使用操作条件来预测轴承的剩余有效寿命。轴承的寿命分为三个单独阶段。在三个单独阶段中，对轴承的剩余有效寿命进行不同地预测。根据第二方面，提出了用于预测电动吊舱式方位推进器的轴承的剩余有效寿命的控制器。控制器包括处理电路。处理电路被配置为使得控制器获取轴承的操作条件。处理电路被配置为使得控制器使用操作条件预测轴承的剩余有效寿命。轴承的寿命分为三个单独阶段。在三个单独阶段中，对轴承的剩余有效寿命进行不同地预测。根据第三方面，提出了用于预测电动吊舱式方位推进器的轴承的剩余有效寿命的控制器。控制器包括获取模块，获取模块被配置为获取轴承的操作条件。控制器包括预测模块，预测模块被配置为使用操作条件来预测轴承的剩余有效寿命。轴承的寿命分为三个单独阶段。在三个单独阶段中，对轴承的剩余有效寿命进行不同地预测。根据第四方面，提出了用于预测电动吊舱式方位推进器的轴承的剩余有效寿命的控制器。控制器包括处理电路和存储介质。存储介质存储指令，该指令当由处理电路执行时，使得控制器执行操作或步骤。这些操作或步骤使得控制器获取轴承的操作条件。这些操作或步骤使得控制器使用操作条件来预测轴承的剩余有效寿命。轴承的寿命分为三个单独阶段。在三个单独阶段中，对轴承的剩余有效寿命进行不同地预测。有利地，这提供了对轴承的剩余有效寿命的有效预测。有利地，本文中所公开的方法和控制器使得能够有效地预测吊舱式方位推进器轴承的RUL。进一步地，RUL的有效预测可以用作吊舱式方位推进器轴承的维护的有效预测的输入。有利地，本文中所公开的方法和控制器使得可以通过调整最佳维护计划的操作条件来最小化维护成本并避免意外停机。根据第五方面，提供了用于预测电动吊舱式方位推进器的轴承的剩余有效寿命的计算机程序，计算机程序包括计算机程序代码，该计算机程序代码当在控制器上运行时，使得控制器执行根据第一方面的方法。根据第六方面，提供了计算机程序产品，其包括根据第五方面的计算机程序和计算机可读存储介质，计算机程序存储在该计算机可读存储介质上。计算机可读存储介质可以是非暂态计算机可读存储介质。应当指出，在适当的情况下，第一方面、第二方面、第三方面、第四方面、第五方面和第六方面的任何特征可以应用于任何其他方面。同样地，第一方面的任何优点可以分别等同应用于第二方面、第三方面、第四方面、第五方面和/或第六方面，反之亦然。根据以下详细公开内容、根据所附从属权利要求以及附图，所附实施例的其他目的、特征和优点将显而易见。通常，除非本文另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语将根据它们在
中的普通含义来解释。对“元件、装置、部件、手段、步骤等”的所有引用除非另外明确说明，否则将被公开解释为指代元件、装置、部件、手段、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则本文中所公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。附图说明现在参考附图，通过示例对本专利技术构思进行描述，其中图1示意性地图示了根据实施例的方位推进器；图2是根据实施例的方法的流程图；图3示意性地图示了根据实施例的剩余有效寿命预测；图4示意性地图示了根据实施例的吊舱式方位推进器轴承劣化的估计；图5示意性地图示了根据实施例的将寿命建模分为两个时段；图6示意性地图示了根据实施例的基于历史数据的累积概率分布与预测模型之间的比较；图7示意性地图示了根据实施例的根据操作时间和条件的所测量和所估计的Fe质量；图8示意性地图示了根据实施例的基于来自正在发生的故障情况的Fe颗粒计数结果的故障传播的预测；图9示意性地图示了根据实施例的基于振动的故障传播预测与颗粒计数模型之间的相关性；图10是示出了根据实施例的控制器的功能单元的示意图；图11是示出了根据实施例的控制器的功能模块的示意图；以及图12示出了根据实施例的包括计算机可读存储介质的计算机程序产品的一个示例。具体实施方式现在，在下文中参考附图对本专利技术构思进行更全面的描述，附图中示出了本专利技术构思的某些实施例。然而，本专利技术构思可以以许多不同形式体现，并且不应该被解释为限于本文中所阐述的实施例；相反，通过示例提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将本专利技术构思的范围完全传达给本领域技术人员。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的元件。虚线所示的任何步骤或特征均应当视为可选的。在实践中，部件的真实寿命本质上可能是随机的。结果，为了开发适当的预报方法，可能需要大量的现场数据。在许多情况下，此类数据无法得到。上文所公开的方位推进器是这种观察的一个例外；系统已经配备了条件监测设备，并且更进一步地，大量可靠性数据可得到以用于分析。这使得能够开发用于估计轴承的剩余寿命的先进预报方法。图1是根据实施例的方位推进器100的示意图。方位推进器100是电动吊舱式方位推进器100并且包括螺旋桨轴110，螺旋桨叶片120设置在螺旋桨轴110上。螺旋桨轴110由至少一个轴承130a、130b支撑。方位推进器100的内部由防水壳体或船体140围合。提供控制器200用于预测轴承130a、130b的剩余有效寿命并获取如由传感器150提供的轴承130a、130b的操作条件。本文中所公开的实施例特别涉及用于预测电动吊舱式方位推进器100的轴承130a、130b的剩余本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预测电动吊舱式方位推进器(100)的轴承(130a，130b)的剩余有效寿命的方法，所述方法由控制器(200)执行，所述方法包括：获取(S102)所述轴承(130a，130b)的操作条件；以及使用所述操作条件来预测(S104)所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命，其中所述轴承(130a，130b)的寿命被分为三个单独阶段，并且其中所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命在所述三个单独阶段中被不同地预测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.11 EP 16193177.91.一种用于预测电动吊舱式方位推进器(100)的轴承(130a，130b)的剩余有效寿命的方法，所述方法由控制器(200)执行，所述方法包括：获取(S102)所述轴承(130a，130b)的操作条件；以及使用所述操作条件来预测(S104)所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命，其中所述轴承(130a，130b)的寿命被分为三个单独阶段，并且其中所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命在所述三个单独阶段中被不同地预测。2.根据权利要求1所述的方法，其中使用条件监测信号来预测所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述条件监测信号涉及轴承润滑剂中的金属颗粒的数目、振动、声发射和温度中的至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述三个单独阶段包括背景阶段、故障检测时刻阶段和故障轴承阶段。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述背景阶段发生在故障检测之前。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述故障轴承阶段发生在故障检测之后。7.根据权利要求4所述的方法，其中在所述背景阶段期间，背景数据被用于根据基于应用有三参数Weibull模型的Cox比例风险函数途径的模型来预测所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命。8.根据权利要求4所述的方法，其中在所述故障轴承阶段期间，所述轴承(130a，130b)的所述剩余有效寿命的所述预测基于从振动信号和/或油分析结果中提取的特征。9.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用所述轴承(130a，130b)的所预测的所述剩余有效寿命来选择(S106)针对所述轴承(130a，130b)的下一次维护的时间点。10.一种用于预测电动吊舱式方位推进器(100)的轴承(130a，130b)的剩余有效寿命的控制器(200)，所述控制器(200)包括处理电路(210)，所述处理电路被配置为使得所述控制器(200)进行以下操作：获取所述轴承(130a，130b)的操作条件；以及使用所述操作条件来预测所述轴承(...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·萨里南，S·桑德塔瓦莱伊，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH