[发明专利]一种模型与数据融合驱动的提升机主轴装置智能维护方法

说明书

本发明公开了一种模型与数据融合驱动的提升机主轴装置智能维护方法，属于矿山设备智能维护领域。该方法通过建立与实际提升机主轴装置保持一致的数字化信息模型，实现提升机主轴装置的退化过程仿真。通过无线传感监测系统建立实际的提升机主轴装置与其数字化信息模型之间的数据联系，实现数字化信息模型的实时更新，通过性能退化过程的仿真实现性能退化数据、退化过程模型的更新。在此基础上，通过建立实时的可靠性评估与寿命预测模型，实现提升机主轴装置的智能维护。通过数据与模型的融合驱动，提高了提升机主轴装置实时可靠性评估与寿命预测的及时性和准确性，为制定合理有效的维护策略提供了依据。

技术领域

本发明属于矿山装备智能维护领域，特别是一种模型与数据融合驱动的提升机主轴装置智能维护方法。

背景技术

矿山大型装备的有效运行是以可靠的健康状态预测以及合理的装备维护为前提条件。智能维护的基础是实时监测大型机械装备状态，核心是预测大型机械装备的性能退化过程。因此，实时评估提升机主轴装置的可靠性水平和剩余寿命，制动合理有效的智能维护策略，对提高提升机的可靠性、减少恶性事故发生以及避免人员伤亡等具有重要意义。

提升机主轴装置在复杂载荷工况下长时间工作，提升机主轴装置如主轴、卷筒、筒壳、轴承等，会发生疲劳、磨损、腐蚀、变形和老化等多种失效机理和失效行为，最终导致提升机主轴装置的整体性能降低，引发故障甚至安全事故。随着提升装备朝着大型化、高速化方向发展，提升机主轴装置在高速重载、强时变等严酷环境下的运行可靠性直接影响矿井提升安全。提升机主轴装置含有多种部件，失效形式各异且性能退化过程不同。因此，需要针对不同部件在不同失效形式下的可靠性水平和剩余寿命进行实时评估和预测，从而及时发现潜在的故障并制定维护策略。然而现有的维护方法还存在如下问题：

由于提升机主轴装置结构的多样性和安装的复杂性，其主轴装置的失效或退化数据往往难以直接获得，导致可用的可靠性样本不充足，影响可靠性评估的及时性和准确性，导致无法制定合理经济的维护策略。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种模型与数据融合驱动的提升机主轴装置智能维护方法，该方法通过数据与模型的融合驱动，提高了提升机主轴装置实时可靠性评估与寿命预测的及时性和准确性，为制定合理有效的维护策略提供了依据。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种模型与数据融合驱动的提升机主轴装置智能维护方法，主轴装置包括主轴、卷筒、轴承和制动盘，包括如下步骤：

(1)针对提升机主轴装置的不同失效机理，开展不同主轴装置的性能退化试验得到实验退化数据；在实际运行的提升机上采集不同主轴装置的性能现场退化数据，实验退化数据和现场退化数据形成退化数据集；

(2)根据步骤(1)中建立的退化数据集，初步建立提升机不同主轴装置在不同失效机理下的随机退化过程模型，形成不同主轴装置在不同失效机理下的随机退化过程模型库；

(3)建立提升机主轴装置的数字化信息模型，所述数字化信息模型包括提升机主轴装置的三维有限元模型、各部件之间的物理关系模型、各主轴装置的材料属性和提升机运行工况参数；

(4)根据步骤(3)中构建的提升机主轴装置数字化信息模型进行仿真分析，获取提升机主轴装置的力学性能响应；

(5)根据步骤(3)、(4)构建提升机主轴装置的无线监测系统，实时监测提升机主轴装置的运行工况参数、主轴装置的力学性能响应，以及主轴装置的损伤部位和损伤类型；

(6)根据步骤(3)中建立的数字化信息模型，在提升机主轴装置上设置若干监测点，同时设定更新时间点；将步骤(5)中所述无线监测系统在设置的若干监测点处采集到的各类传感器信息实时反馈到数字化信息模型中，在不同的更新时间点对数字化信息模型进行更新；