一种掘进机主轴承运行状态监测方法技术

本发明专利技术公开一种掘进机主轴承运行状态监测方法，包括如下步骤：步骤S1：在主轴承上布设多组振动传感器；步骤S2：根据振动传感器的监测数据对主轴承整体工作时的健康状态进行监测；步骤S3：根据振动传感器的监测数据对工作时的主轴承的子部件进行监测，并判定子部件的健康状态，本方法通过对主轴承子部件的故障频率进行监测，可具体获知主轴承各子部件的运行状态，并且能够提前捕捉到各子部件的细微缺陷和故障趋势，有助于技术人员针对有故障趋势的子部件或已经发生故障的子部件进行修补、养护或更换，即本方法的针对性强，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种掘进机主轴承运行状态监测方法


[0001]本专利技术涉及掘进设备领域，具体涉及一种掘进机主轴承运行状态监测方法。

技术介绍

[0002]掘进机在进行隧道掘进时，主轴承具有十分重要的作用，不仅要承受刀盘的极大轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩，还要传递刀盘旋转所需的回转力矩，掘进机主轴承主要由外圈、内圈、滚子和保持架组成，在掘进机主轴承中，这些子部件相互接触，当掘进机主轴承任一子部件运行不正常或发生故障时，将直接影响到与之接触的零件，加快掘进机主轴承的不稳定性和失效速度，因此，应实时监测主轴承各子部件的运行状态，及早发现各子部件的非正常运行和故障。
[0003]目前，针对于掘进机主轴承的运行状态监测，主要通过铁谱分析和光谱分析、电涡流测试及内窥镜测试等手段实现，铁谱分析和光谱分析可实现对磨合阶段、常规化磨损阶段以及剧烈磨损阶段的检测，并测定掘进机主轴承的磨损状态，但这两种方法只能从掘进机主轴承整体的角度实现对掘进机主轴承运行状态的监测，对于具体是何零件因何故产生的磨损尚不能确定。
[0004]综上所述，急需一种掘进机主轴承运行状态监测方法以解决现有技术中主轴承监测困难的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种掘进机主轴承运行状态监测方法，以解决现有技术中主轴承监测困难的问题，具体技术方案如下：
[0006]一种掘进机主轴承运行状态监测方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1：在主轴承上布设多组振动传感器；
[0008]步骤S2：根据振动传感器的监测数据对主轴承整体工作时的健康状态进行监测；
[0009]步骤S3：根据振动传感器的监测数据对工作时的主轴承的子部件进行监测，并判定子部件的健康状态，判定规则如下：
[0010]当出现某一子部件的故障频率，且主轴承整体的健康状态处于正常状态时，判定该子部件具有故障的趋势；
[0011]当出现某一子部件的故障频率，且主轴承整体的健康状态处于非正常状态时，判定该子部件已经发生故障。
[0012]以上技术方案优选的，所述步骤S1中，
[0013]在主轴承的外圈的端面上的多个位置P1设置有第一振动传感器组；多个位置P1沿主轴承的周向设置；第一振动传感器组包括多组沿主轴承的周向设置的第一振动传感器；
[0014]在外圈的外周面上的多个位置P2设置有第二振动传感器组；多个位置P2沿主轴承的周向设置；第二振动传感器组包括多组沿主轴承的周向设置的第二振动传感器。
[0015]以上技术方案优选的，所述步骤S2中，对主轴承整体的健康状态的监测如下，具体
包括步骤S2.1、步骤S2.2以及步骤S2.3；
[0016]步骤S2.1：获取主轴承在正常工作时的特征轴向振动幅度A
A
以及特征轴向振动频率f
A
；
[0017]步骤S2.2：获取主轴承在正常工作时的特征径向振动幅度A
R
以及特征径向振动频率f
R
；
[0018]步骤S2.3：当主轴承满足式1)时，主轴承整体的健康状态处于正常状态，反之则处于非正常状态，式1)如下：
[0019][0020]其中，k
Q
表示第Q个磨损影响因数，Q＝1，2，
…
8。
[0021]以上技术方案优选的，k1＝[1,1.1]；k2＝[1,1.05]；k3＝[1,1.2]；k4＝[1,1.1]；k5＝[1,1.05]；k6＝[1,1.01]；k7＝[1,1.03]；k8＝[1,1.01]。
[0022]以上技术方案优选的，所述步骤S2.1中，通过式2)和式3)分别获取A
A
以及f
A
：
[0023][0024]其中，表示主轴承整体在正常工作时的轴向特征振动幅度；A
a
表示主轴承整体在未工作时的轴向特征振动幅度；
[0025][0026]其中，表示主轴承整体在正常工作时的轴向特征振动频率；f
a
表示主轴承整体在未工作时的轴向特征振动频率。
[0027]以上技术方案优选的，所述步骤S2.2中，通过式4)和式5)分别获取A
R
以及f
R
：
[0028][0029]其中，表示主轴承整体在正常工作时的径向特征振动幅度；A
r
表示主轴承整体在未工作时的径向特征振动幅度；
[0030][0031]其中，表示主轴承整体在正常工作时的径向特征振动频率；f
r
表示主轴承整体在未工作时的径向特征振动频率。
[0032]以上技术方案优选的，所述步骤S3中，主轴承的子部件包括外圈、内圈、滚子以及保持架；
[0033]外圈或内圈的滚道面的故障频率f
o
如式6)所示：
[0034][0035]滚子的故障频率f
g
如式7)所示：
[0036][0037]保持架的故障频率f
b
如式8)所示：
[0038][0039]其中，z表示滚子的个数；d表示滚子的直径；D表示滚子的分布圆直径；f
N
为主轴承的旋转频率。
[0040]以上技术方案优选的，内圈包括第一内圈和第二内圈；滚子包括主推滚子、辅推滚子以及径向滚子；
[0041]与主推滚子接触的外圈的滚道面的故障频率为f
o1
，与辅推滚子接触的外圈的滚道面的故障频率为f
o2
，与径向滚子接触的外圈的滚道面的故障频率为f
o3
，如式6.1)所示；
[0042][0043]其中，z1表示主推滚子的总个数；d1表示主推滚子的直径；D1表示主推滚子的分布圆直径；z2表示辅推滚子的总个数；d2表示辅推滚子的直径；D2表示辅推滚子的分布圆直径；z3表示径向滚子的总个数；d3表示径向滚子的直径；D3表示径向滚子的分布圆直径；
[0044]与主推滚子接触的第一内圈的滚道面的故障频率为f
o3
，与径向滚子接触的第一内圈的滚道面的故障频率为f
o4
，如式6.2)所示；
[0045][0046]与辅推滚子接触的第二内圈的滚道面的故障频率为f
o5
，如式6.3)所示；
[0047][0048]以上技术方案优选的，主推滚子的故障频率为f
g1
，辅推滚子的故障频率为f
g2
，径向滚子的故障频率为f
g3
，如式7.1)所示；
[0049][0050]以上技术方案优选的，保持架包括主推保持架、辅推保持架以及径向保持架；
[0051]主推保持架的故障频率为f
b1
，辅推保持架的故障频率为f
b2
，径向保持架的故障频率为f
b3
，如式8.1)所示；
[0052][0053]应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种掘进机主轴承运行状态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在主轴承上布设多组振动传感器；步骤S2：根据振动传感器的监测数据对主轴承整体工作时的健康状态进行监测；步骤S3：根据振动传感器的监测数据对工作时的主轴承的子部件进行监测，并判定子部件的健康状态，判定规则如下：当出现某一子部件的故障频率，且主轴承整体的健康状态处于正常状态时，判定该子部件具有故障的趋势；当出现某一子部件的故障频率，且主轴承整体的健康状态处于非正常状态时，判定该子部件已经发生故障。2.根据权利要求1所述的掘进机主轴承运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤S1中，在主轴承的外圈的端面(1.B)上的多个位置P1设置有第一振动传感器组；多个位置P1沿主轴承的周向设置；第一振动传感器组包括多组沿主轴承的周向设置的第一振动传感器(10)；在外圈的外周面(1.A)上的多个位置P2设置有第二振动传感器组；多个位置P2沿主轴承的周向设置；第二振动传感器组包括多组沿主轴承的周向设置的第二振动传感器(11)。3.根据权利要求2所述的掘进机主轴承运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤S2中，对主轴承整体的健康状态的监测如下，具体包括步骤S2.1、步骤S2.2以及步骤S2.3；步骤S2.1：获取主轴承在正常工作时的特征轴向振动幅度A
A
以及特征轴向振动频率f
A
；步骤S2.2：获取主轴承在正常工作时的特征径向振动幅度A
R
以及特征径向振动频率f
R
；步骤S2.3：当主轴承满足式1)时，主轴承整体的健康状态处于正常状态，反之则处于非正常状态，式1)如下：其中，k
Q
表示第Q个磨损影响因数，Q＝1，2，
…
8。4.根据权利要求3所述的掘进机主轴承运行状态监测方法，其特征在于，k1＝[1,1.1]；k2＝[1,1.05]；k3＝[1,1.2]；k4＝[1,1.1]；k5＝[1,1.05]；k6＝[1,1.01]；k7＝[1,1.03]；k8＝[1,1.01]。5.根据权利要求3所述的掘进机主轴承运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤S2.1中，通过式2)和式3)分别获取A
A
以及f
A
：其中，表示主轴承整体在正常工作时的轴向特征振动幅度；A
a
表示主轴承整体在未工作时的轴向特征振动幅度；其中，表示主轴承整体在正常工作时的轴向特征振动频率；f
a
表示主轴承整体在未
工作时的轴向特征振动频率。6.根据权利要求3所述的掘进机主轴承运行状态监测方法，其特征在于，所述步骤S2.2中，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：文寄望，麻成标，陈浩林，刘华，吴鹏，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：