一种涡轮蜗杆安全检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种涡轮蜗杆安全检测方法及系统，所述方法包括：S1、基于预先获取的机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力W

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮蜗杆安全检测方法及系统
本专利技术涉及涡轮蜗杆安全检测
，尤其涉及一种涡轮蜗杆安全检测方法及系统。
技术介绍
蜗轮蜗杆传动机构是一种特殊类型的齿轮传动机构，具有传功比大，传动平稳，具有自锁性等特点。因此被广泛应用于冶金、矿山、起重等机械设备的减速机构之中。由于蜗轮材料一般采用锡青铜，所以蜗轮蜗杆传动机构经常发生蜗轮的磨损失效。蜗轮材料的过度磨损会降低传动精度和工作效率，还会导致噪声和振动的产生。蜗轮蜗杆在工作中受到冲击载荷的作用，蜗轮表面产生金属颗粒，金属颗粒进入润滑油加速蜗轮齿的滑动磨损。同时当冲击载荷的大小超过一定阈值时，机构发生自锁失效。因此，蜗轮蜗杆传动机构经历了两个相互竞争的故障过程：受到蜗轮磨损和由于外部冲击产生的碎屑共同作用的退化过程，将性能退化视为软失效过程，将冲击载荷过大导致的失效视为硬失效。在实际工程中，蜗轮蜗杆可靠度的计算具有重要的经济和安全价值。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种涡轮蜗杆安全检测方法及系统。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：第一方面，本专利技术实施例提供一种涡轮蜗杆安全检测方法，包括：S1、基于预先获取的机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)、硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转化比例系数γW，获取矿井提升机构的可靠度；S2、将所述矿井提升机构的可靠度与预设阈值进行比较获取比较结果，根据比较结果发出报警信号。优选的，所述Wi的值遵循相同的正态分布Wi～N(μw,σw)；其中μw是冲击大小的平均值；其中σw是冲击大小的标准差。优选的，所述步骤S1之前还包括：S0、根据预先获取的滑动速度v(t)、接触应力p(t)，采用公式(A)获取磨损量H(t)；所述接触应力p(t)的值遵循正态分布pt～N(μp,σp2)；其中，μp为接触应力均值；σp为接触应力标准差；σs为材料系数；k为磨损率。优选的，步骤S1包括：S11、基于所述机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)，获取机构的磨损退化可靠度；S12、基于所述机构的硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转化比例系数γW，获取机构的冲击可靠度；S13、基于所述机构的磨损退化可靠度和机构的冲击可靠度，获取获取矿井提升机构的可靠度。优选的，所述步骤S11包括：基于所述软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)，采用公式(B)获取机构的磨损退化可靠度；公式(B)：其中，Z(t)＝H(t)+γh∑W；∑W为累积冲击载荷大小；冲击是通过恒定速率为λ的均匀泊松过程到达的；为从第1次到第i次冲击的和。优选的，所述步骤S12包括：基于所述机构硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转化比例系数γW，采用公式(C)获取机构的磨损退化可靠度；公式(C)：P(Wi＜[W]|N(t)＝i)P(N(t)＝i)＝P(Wi＜W0+γwZ(t)|N(t)＝i)P(N(t)＝i)；其中，[W]＝W0+γWZ(t)。优选的，所述步骤S13包括：基于所述机构的磨损退化可靠度和机构的冲击可靠度，采用公式(D)获取机构的可靠度；公式(D)：优选的，所述步骤S2还包括：S21、将所述矿井提升机构的可靠度与预设阈值进行比较获取比较结果；S22、若比较结果为可靠度大于或等于所述预设阈值时，则发出报警信号。第二方面，本专利技术实施例提供一种涡轮蜗杆安全检测系统，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如上述任一的一种涡轮蜗杆安全检测方法。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种涡轮蜗杆安全检测方法及系统，由于基于预先获取的机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)、硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转化比例系数γW，获取矿井提升机构的可靠度；然后将所述矿井提升机构的可靠度与预设阈值进行比较获取比较结果，根据比较结果发出报警信号。提高了在实际生活中涡轮蜗杆在使用的安全性。附图说明图1为本专利技术的一种涡轮蜗杆安全检测方法流程图；图2为本专利技术实施例中的竞争失效模型示意图；图3为本专利技术实施例中可靠度计算流程图；图4为本专利技术实施例二中一次二阶矩方法与蒙特卡洛计算结果对比图；图5为本专利技术实施例二中失效率对比图；图6为本专利技术实施例二中蜗杆副可靠度曲线；图7为本专利技术实施例二中冲击可靠度曲线；图8为本专利技术实施例二中磨损可靠度曲线。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。系统的失效是由于软失效和硬失效共同作用的结果，如图2所示。当系统总体退化性能首次超过临界阈值水平时，会发生软失效，外部随机冲击会使退化性能急剧增加。外界随机冲击服从泊松分布，根据极端冲击模型，当一次随机冲击超过阈值时为硬失效。这两种失效机制都会导致系统的失效，且两个过程相互依赖，随机冲击作用会导致退化量的突然增大，硬故障阈值受到退化总量的影响。软失效是退化和随机冲击共同作用产生的累积损伤超过阈值[Z]的结果。本实施例中将广义表面磨损模型与相互依赖竞争失效模型(DCFPs)相结合，将磨损退化看做软失效，将随机冲击看做硬失效，同时二者相互依赖，随机冲击加速磨损进程，同时系统不断地经历磨损退化进程降低了系统抵抗外界有害冲击的能力。本实施例中将磨损进程视为一个连续的退化过程，根据Archard磨损模型可推导出磨损量H(t)。冲击是通过恒定速率为λ的均匀泊松过程到达的。N(t)表示t时刻前到达的冲击数。实施例一参见图1，本实施例提供一种涡轮蜗杆安全检测方法，包括：S1、基于预先获取的机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)、硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮蜗杆安全检测方法，其特征在于，包括：/nS1、基于预先获取的机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力W

【技术特征摘要】
1.一种涡轮蜗杆安全检测方法，其特征在于，包括：
S1、基于预先获取的机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)、硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转化比例系数γW，获取矿井提升机构的可靠度；
S2、将所述矿井提升机构的可靠度与预设阈值进行比较获取比较结果，根据比较结果发出报警信号。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Wi的值遵循相同的正态分布Wi～N(μw,σw)；
其中μw是冲击大小的平均值；
其中σw是冲击大小的标准差。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：
S0、根据预先获取的滑动速度v(t)、接触应力p(t)，采用公式(A)获取磨损量H(t)；



所述接触应力p(t)的值遵循正态分布pt～N(μp,σp2)；
其中，μp为接触应力均值；σp为接触应力标准差；σs为材料系数；k为磨损率。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11、基于所述机构的软失效的阈值[Z]、第i次冲击力Wi、冲击转化比例系数γh、t时刻前机构所受到的冲击数N(t)、磨损量H(t)，获取机构的磨损退化可靠度；
S12、基于所述机构的硬失效阈值[W]、初始硬失效阈值W0、退化转化比例系数γW，获取机构的冲击可靠度；
S13、基于所述机构的磨损退化可靠度和机构的冲击可靠度，获取获取矿井提升机构的可靠度。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S11包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：吕昊，张潇文，王帅，杨再有，李常有，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21