一种柱塞泵的监测方法及监测系统技术方案

本发明专利技术提出一种柱塞泵的监测方法及监测系统，涉及驱动系统元件状态监测技术，该监测方法包括：实时采集柱塞泵的泵体振动频率、出口流量、出口压力及泵体内部压力；根据泵体振动频率、出口流量、出口压力和泵体内部压力，计算柱塞泵内摩擦副的油膜厚度；基于柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，判断柱塞泵的工况。本发明专利技术提出一种柱塞泵的监测方法及监测系统，能够识别危险工况进而降低隧道掘进设备因故障停工的概率。概率。概率。

【技术实现步骤摘要】
一种柱塞泵的监测方法及监测系统


[0001]本专利技术涉及驱动系统元件状态监测技术，特别涉及一种柱塞泵的监测方法及监测系统。

技术介绍

[0002]隧道掘进机的主驱动设备,一般采用采用大排量(≥500ml/r)轴向柱塞泵进行驱动，一旦发生故障将导致隧道施工停工，工期延长，造成大量经济损失。因此，需要主驱动泵进行监测，以降低发生故障停工的概率。
[0003]目前盾构机主驱动泵监测系统往往只针对信号数值表象进行分析。当发现异常时，故障往往已经产生，并不能对故障进行提前预警。虽然近年来，随着工程机械领域对智能监测方面的相关研究关注度加大，不少研究中将故障诊断模块植入监测系统中，以对系统中出现故障信号的元件进行诊断。但该方法无法实时对元件工况是否处于健康状态进行评估，也无法对元件的使用寿命进行评价。
[0004]有鉴于此，本专利技术人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复实验设计出一种柱塞泵的监测方法及监测系统，以期解决现有技术存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提出一种柱塞泵的监测方法及监测系统，能够识别危险工况进而降低隧道掘进设备因故障停工的概率。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提出一种柱塞泵的监测方法，其中，所述监测方法包括：
[0007]实时采集所述柱塞泵的泵体振动频率、出口流量、出口压力及泵体内部压力；
[0008]根据所述泵体振动频率、出口流量、出口压力和泵体内部压力，计算所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度；
[0009]基于所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，判断所述柱塞泵的工况。
[0010]本专利技术还提出一种柱塞泵的监测系统，其中，所述监测系统包括：
[0011]数据采集模块，采集泵体振动频率信息、出口流量信息、出口压力信息和泵体内部压力信息；
[0012]工况识别模块，与所述数据采集模块电连接，所述工况识别模块根据所述泵体振动频率信息、所述出口流量信息、所述出口压力信息和所述泵体内部压力信息，计算所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，再基于所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，判断所述柱塞泵的工况。
[0013]与现有技术相比，本专利技术提出的柱塞泵的监测方法及监测系统具有如下特点和优点：
[0014]本专利技术提出的柱塞泵的监测方法及监测系统，通过对实时采集到的泵体振动频率、出口流量、出口压力和泵体内部压力进行计算和处理判断柱塞泵的工况，进而能够及时识别危险工况进而降低柱塞泵设备因故障停工的概率。
[0015]本专利技术提出的柱塞泵的监测方法及监测系统能够用于隧道掘进设备(盾构机)主驱动单元的柱塞泵，以及时识别盾构机主驱动单元的危险工况进而降低隧道掘进设备因故障停工的概率。
附图说明
[0016]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。
[0017]图1为本专利技术提出的柱塞泵的监测方法的流程图；
[0018]图2为本专利技术提出的柱塞泵的监测系统的示意图；
[0019]图3为本专利技术一实施例的具体实施过程的示意图。
[0020]附图标记说明：
[0021]100、柱塞泵的监测系统；
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10、加速度传感器；
[0022]20、泵出口流量计；
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30、泵出口压力传感器；
[0023]40、泵泄油口压力传感器；
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50、数据传输模块；
[0024]200、柱塞泵；
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210、油箱；
[0025]220、补油泵。
具体实施方式
[0026]结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。
[0027]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
[0028]本专利技术提出一种柱塞泵的监测方法，如图1所示，该监测方法包括：
[0029]实时采集所述柱塞泵的泵体振动频率、出口流量、出口压力及泵体内部压力；
[0030]根据泵体振动频率、出口流量、出口压力和泵体内部压力，计算柱塞泵内摩擦副的油膜厚度；
[0031]基于柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，判断柱塞泵的工况。
[0032]本专利技术还提出一种柱塞泵的监测系统100，所述监测系统包括数据采集模块和工况识别模块，数据采集模块采集柱塞泵200的泵体振动频率信息、出口流量信息、出口压力信息和泵体内部压力信息；工况识别模块与数据采集模块电连接，工况识别模块根据泵体振动频率信息、出口流量信息、出口压力信息和泵体内部压力信息，计算柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，再基于柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，判断柱塞泵的工况。
[0033]本专利技术提出的柱塞泵的监测方法及监测系统，通过对实时采集到的泵体振动频率、出口流量、出口压力和泵体内部压力进行计算和处理判断柱塞泵的工况，进而能够及时
识别危险工况进而降低柱塞泵设备因故障停工的概率。
[0034]本专利技术提出的柱塞泵的监测方法及监测系统能够用于隧道掘进设备(盾构机)主驱动单元的柱塞泵，以及时识别盾构机主驱动单元的危险工况进而降低隧道掘进设备因故障停工的概率。在本专利技术一个可选的实施方式中，数据采集模块包括加速度传感器10、泵出口流量计20、泵出口压力传感器30和泵泄油口压力传感器40，加速度传感器10布置于柱塞泵的泵壳及泵后端盖上，用以采集柱塞泵的泵体振动频率信息；泵出口流量计20布置于柱塞泵出口处，用以采集柱塞泵的出口流量信息；泵出口压力传感器30布置于柱塞泵出口处，用以采集柱塞泵的出口压力信息；泵泄油口压力传感器40布置于柱塞泵泄压口处，用以采集柱塞泵泵体内部压力信息。
[0035]在本专利技术一个可选的实施方式中，监测系统100还包括寿命预测模块，该寿命预测模块根据泵体振动频率信息和出口流量信息预测柱塞泵的使用寿命。
[0036]在该实施方式一个可选的例子中，工况识别模块设置于云端，寿命预测模块设置于PC端。
[0037]在一个可选的例子中，监测系统100还包括设置在PC端的上位机显示模块，以显示工控判断结果。
[0038]在本专利技术一个可选的实施方式中，监测系统100还包括数据传输模块50，数据传输模块50用于接收数据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柱塞泵的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括：实时采集所述柱塞泵的泵体振动频率、出口流量、出口压力及泵体内部压力；根据所述泵体振动频率、出口流量、出口压力和泵体内部压力，计算所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度；基于所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度，判断所述柱塞泵的工况。2.如权利要求1所述的柱塞泵的监测方法，其特征在于，当所述摩擦副的油膜厚度小于阈值时，则判断所述柱塞泵处于危险工况。3.如权利要求1所述的柱塞泵的监测方法，其特征在于，建立摩擦副油膜厚度数据库，所述数据库包括有参考厚度，调用所述参考厚度，通过比较所述摩擦的油膜厚度与所述参考厚度，监测所述柱塞泵的工况。4.如权利要求1所述的柱塞泵的监测方法，其特征在于，所述摩擦副的油膜厚度的计算步骤包括：将摩擦副的油膜厚度及油膜厚度变化率初始化；以所述出口流量、所述出口压力及所述泵体内部压力作为计算边界条件，求解所述摩擦副油膜的表面受力；将初始油膜厚度作为油膜厚度初值，将所述摩擦副的油膜进行切分成m
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n个网格点，通过循环结构计算雷诺方程解出各所述网格点油膜压力初值；通过所述摩擦副的油膜压力和表面受力、倾覆力矩平衡方程，得出所述摩擦副油膜各个所述网格点上油膜厚度，并输出所述油膜厚度的最小值为所述摩擦副的油膜厚度。5.如权利要求1或4所述的柱塞泵的监测方法，其特征在于，所述柱塞泵内摩擦副的油膜厚度包括柱塞副油膜厚度、滑靴副油膜厚度和配流副油膜厚度。6.如权利要求1所述的柱塞泵的监测方法，其特征在于，所述监测方法还包括基于所述振动频率和所述出口流量预测所述柱塞泵的使用寿命。7.如权利要求6所述的柱塞泵的监测方法，其特征在于，建立柱塞泵寿命预测神经网络，将所述柱塞泵的转速、所述振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一博，任中永，张鹏，许顺海，娄振，刘尚，马魁，呼瑞红，张奎，余兵，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：