盾构机主轴承检测及修复方法技术

本发明专利技术涉及盾构机主轴承检测及修复方法，所述方法至少包括：在盾构机的主轴承上设置用于检测振动信号的第一传感器，以及在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置有用于检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器；将多个所述第一传感器在同一时间范围内传输的多个振动信号彼此叠加形成总振动信号；基于以能够形成环形谐振腔的方式设置于所述主轴承的唇形密封结构上的所述第二传感器传输的主轴承密封性能参数以及通过折射率的变化获取的液体成分信息验证所述总振动信号。

【技术实现步骤摘要】
盾构机主轴承检测及修复方法
本专利技术涉及盾构机
，尤其涉及盾构机主轴承检测及修复方法。
技术介绍
主轴承作为盾构机的主要承载部件，承受盾构机运转过程中的主要载荷，是刀盘驱动的主要传动部件。由于盾构机主轴承安装于盾构机主驱动内部，结构封闭，难以安装各类传感器对主轴承运行状态进行监测。通常在掘进过程中，操作手通过盾构机各项运行参数，根据个人经验初步判断主轴承是否发生故障，并通过对主轴承润滑油进行理化指标分析、光谱分析、铁谱分析进行验证，确认发生故障后，拆除一组减速机，漏出主轴承，观察并确认轴承发生故障的部分及损坏情况。即凭借以往经验对主轴承使用状态进行评估，缺乏理论依据，容易造成维修过剩或维修不足。例如，公开号为CN109915492A的中国专利文献公开了一种盾构机主轴承监测装置，包括在盾构机主驱动大法兰盘上开的通孔，在所述通孔内安装有监测头靠近主轴承内圈用于采集主轴承轴向位移信号的传感器，通过传感器监测主轴承轴向位移的位移量大小，从而监测轴向游隙是否超标，来判断主轴承是否磨损严重，对主轴承故障进行提前预测，降低因主轴承故障而造成的停机风险，确保施工安全。同时在传感器上套装有用于保护传感器的尼龙套。但是该专利文献公开的监测装置没有办法测量主轴承的游隙。具体而言，该专利文献提供的检测装置通过通孔安装测量主轴承位移量的传感器，然后其头端对准主轴承内圈，进而测量其头端与主轴承内圈的距离来获取主轴承的游隙变化。但是一方面，主轴承的轴向游隙由磨损而造成的变化较小，更多的是由于承受的负载过大，冲击力造成压痕导致主轴承的零部件变形，进而其游隙变化较大。而且如果冲击力过大的话，会造成胶合急速发展，导致主轴承零部件出现变形、裂开，甚至是缺口。在内部存在缺口或者不均匀变形的情况下，通过测量主轴承内圈与传感器头端之间的距离，可能无法准确地测量游隙是否超过阈值。另一方面，在主轴承承受负载过大的情况下，主轴承可能与传感器彼此接触，进而破坏传感器。例如，公开号为CN108549741A的中国专利文献公开了盾构机主轴承密封性能健康评估方法与系统。所述评估方法包括以下步骤：数据采集处理步骤：获取并处理盾构机在运行过程中的原始状态变量，得到状态变量数据集；特征处理步骤：对状态变量数据集进行特征处理，获得低维特征评估向量；健康评估步骤：根据低维特征评估向量对主轴承密封性能健康状态进行相应的状态评估与性能预测。主轴承密封系统是主轴承的关键部件，如果在施工过程中因密封系统损坏，可能造成主轴承润滑油泄露或者泥渣颗粒进入齿轮箱引起主轴承和齿轮的损坏，因此对除了对主轴承的振动信号进行监测外也需要对主轴承的密封系统进行监测。但是，该专利没有考虑到如果检测主轴承的传感器损坏的情况下，其得到的检测数据可能都是错误的，其评估得到的结果也无法正确的评估主轴承的密封性能，从而可能导致频繁报警导致盾构机多次被迫停机。此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
针对现有技术之不足，本专利技术提供一种盾构机主轴承检测方法，所述方法至少包括：在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置有用于检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器。所述第二传感器以能够形成环形谐振腔的方式设置于所述主轴承的唇形密封结构上。通过该设置方式，能够检测到唇形密封结构发生的形变量，从而能够得到主轴承的外密封和内密封的密封性能。此外，由于在内、外圈唇形密封结构形成的凹槽中注入的具有一定压力的油脂作为密封液体，因此通过第二传感器能够检测到凹槽内的液体的折射率变化，进而能够得到油脂折射率的变化，从而获取油脂中是否混入泥水。优选地，由于泥水中大部分为二氧化硅，其折射率较小，在1.42左右，而混入铜等中进水杂质时，其折射率变化显著，接近2.0，因此第二传感器的光谱的谐振峰和间隔变化显著，也能检测到凹槽内是否混入主轴承磨损的碎片等信息。因此能够通过凹槽内的液体折射率信息，进一步明确故障的原因。本专利技术还提供一种盾构机主轴承检测方法，所述方法至少包括：在盾构机的主轴承上设置用于检测振动信号的第一传感器，以及在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置有用于检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器；将多个所述第一传感器在同一时间范围内传输的多个振动信号彼此叠加形成总振动信号；基于以能够形成环形谐振腔的方式设置于所述主轴承的唇形密封结构上的所述第二传感器传输的主轴承密封性能参数以及通过折射率的变化获取的液体成分信息验证所述总振动信号。本专利技术还提供一种盾构机主轴承检测方法，所述方法至少包括：在盾构机的主轴承上设置用于检测振动信号的第一传感器，以及在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置有能够以形成环形谐振腔的方式检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器；将多个所述第一传感器在同一时间范围内传输的多个振动信号彼此叠加形成总振动信号，并提取所述总振动信号中幅值域特征参数大于第一阈值的第一局部信号；基于所述第一局部信号获取其频域特征且以所述频域特征与主轴承的故障特征匹配的方式确定至少一个传输第一局部信号的第一传感器和主轴承故障类型。在所述第一局部信号的频域特征与主轴承的故障特征无法匹配的情况下开启所述第二传感器，并基于所述第二传感器获取主轴承密封性能参数以及通过折射率的变化获取液体成分信息，从而通过主轴承密封性能参数以及渗出液体成分信息验证传输第一局部信号的第一传感器所测量的振动信号。根据一种优选实施方式，所述第二传感器能够缠绕在盾构机主轴承的唇形密封结构的周向上。所述第二传感器至少包括下包层、芯层和上包层。下包层的折射率小于芯层。上包层为所述唇形密封结构形成的凹槽内的液体。如果芯层的折射率大于所述唇形密封结构形成的凹槽内的液体的折射率，则第二传感器能够输出具有多个谐振峰的光谱。如果芯层的折射率小于所述唇形密封结构形成的凹槽内的液体的折射率，则第二传感器能够无法输出具有多个谐振峰的光谱。根据一种优选实施方式，所述第二传感器的端部能够沿唇形密封结构形成的凹槽和注入润滑油的通道延伸至外界。所述第二传感器的端部与光接收器或者光源连接。根据一种优选实施方式，所述第一传感器至少包括彼此检测振动方向正交的至少三个传感器。以盾构机掘进环行程为周期对传感器测量的数据进行存储和叠加处理。提取所述盾构机掘进环行程内的叠加的总振动信号中幅值域特征参数大于第一阈值的第一局部信号。所述幅值域特征参数至少包括振动烈级。在所述第一阈值为表示盾构机的主轴承的振动存在异常但可以短期运行的情况下，基于所述第一局部信号的幅值特征参数和频域特征参数进行二次诊断以确定盾构机主轴承是否发生故障。如果经过所述二次诊断确定所述第一局部信号的频域特征参数处于第二阈值范围内，则确定盾构机的主轴承装置发生故障。如果经过所述二次诊断确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述方法至少包括：/n在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置能够以形成环形谐振腔的方式检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器。/n

【技术特征摘要】
1.盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述方法至少包括：
在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置能够以形成环形谐振腔的方式检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器。


2.盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述方法至少包括：
在盾构机的主轴承上设置用于检测振动信号的第一传感器，以及在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置有用于检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器；
将多个所述第一传感器在同一时间范围内传输的多个振动信号彼此叠加形成总振动信号；
基于以能够形成环形谐振腔的方式设置于所述主轴承的唇形密封结构上的所述第二传感器传输的主轴承密封性能参数以及通过折射率的变化获取的液体成分信息验证所述总振动信号。


3.盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述方法至少包括：
在盾构机的主轴承上设置用于检测振动信号的第一传感器，以及在盾构机的主轴承的唇形密封结构上设置有能够以形成环形谐振腔的方式检测主轴承密封性能以及液体折射率的第二传感器；
将多个所述第一传感器在同一时间范围内传输的多个振动信号彼此叠加形成总振动信号，并提取所述总振动信号中幅值域特征参数大于第一阈值的第一局部信号；
基于所述第一局部信号获取其频域特征且以所述频域特征与主轴承的故障特征匹配的方式确定至少一个传输第一局部信号的第一传感器和主轴承故障类型，其中，
在所述第一局部信号的频域特征与主轴承的故障特征无法匹配的情况下开启所述第二传感器，并基于所述第二传感器获取主轴承密封性能参数以及通过折射率的变化获取液体成分信息，从而通过主轴承密封性能参数以及渗出液体成分信息验证传输第一局部信号的第一传感器所测量的振动信号。


4.根据权利要求1至3任一所述的盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述第二传感器能够缠绕在盾构机主轴承的唇形密封结构的周向上，其中，
所述第二传感器至少包括下包层、芯层和上包层，下包层的折射率小于芯层，上包层为所述唇形密封结构形成的凹槽内的液体，其中，
如果芯层的折射率大于所述唇形密封结构形成的凹槽内的液体的折射率，则第二传感器能够输出具有多个谐振峰的光谱；
如果芯层的折射率小于所述唇形密封结构形成的凹槽内的液体的折射率，则第二传感器能够无法输出具有多个谐振峰的光谱。


5.根据权利要求4所述的盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述第二传感器的端部能够沿唇形密封结构形成的凹槽和注入润滑油的通道延伸至外界，其中，
所述第二传感器的端部与光接收器或者光源连接。


6.根据权利要求5所述的盾构机主轴承检测方法，其特征在于，所述第一传感器至少包括彼此检测振动方向正交的至少三个传感器，并且以盾构机掘进环行程为周期对传感器测量的数据进行存储和叠加处理，其中，
提取所述盾构机掘进环行程内的叠加的总振动信号中幅值域特征参数大于第一阈值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤远，王雅文，韩伟锋，陈桥，杨延栋，张合沛，杨振兴，褚长海，任颖莹，高会中，陈瑞祥，王利明，翟乾智，赵海雷，周振建，孙飞祥，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44