【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械设备故障监测，具体是一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法。
技术介绍
1、风电联轴器是用于连接风机的转子与发电机的转子，用于将风机产生的旋转力矩传递给发电机，是实现将风能转化为电能的关键部件；当风机负载过大时，联轴器打滑可以防止过大的扭矩传递到发电机，从而避免发电机损坏；随着使用时间的增长，摩擦片的磨损程度加剧，最终会导致摩擦片磨损至无法使用，需要维护或更换；然而，由于联轴器是密封于风机的包裹罩内并且和摩擦法兰挤压，现有的技术手段，无法实时监测摩擦片的磨损程度，只能定期派遣工作人员拆解风机包裹罩和联轴器来检测摩擦片的磨损程度，这种手段不仅浪费人力成本，而且在将包裹罩和联轴器拆解和重新安装好的过程中，可能会对联轴器或其它部件造成损伤，进一步影响风机设备的正常运转。
2、因此，设计出一种可以实时监测摩擦片磨损程度的方法，成了亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法。
2、本申请实施例提供了一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，包括：
3、s1：在不同试验环境温度条件下对待实验检测的联轴器进行不同转速的转动加载试验，获取摩擦片和摩擦法兰在未打滑时的正常工作温度基准值，以及获取摩擦片和摩擦法兰在不同打滑时段内的转动速度和温度数据，并建立转动速度和温度数据的映射坐标集合；
4、s2：基于温度数据建立温度曲线图；
5、s3：根据正常工作温
6、s4：将温度特征值集合更新至映射坐标集合中，并获取温度特征值对应的转动速度形成转速特征值集合；
7、s5：提取出温度特征值集合中摩擦片的磨损程度达到需要维护或更换的工况条件下温度特征值形成磨损温度特征值集合，对磨损温度特征值集合进行计算得到临界温度预警值，临界温度预警值为摩擦片的磨损程度达到需要维护或更换时的临界温度；
8、s6：将临界温度预警值、转速特征值集合和温度特征值集合作为样本数据赋值于神经网络模型进行预测训练，神经网络模型的输出数据为临界温度预警值，输入数据为转速特征值集合和温度特征值集合；
9、s7：建立预警通知模型；
10、s8：获取实际工况下联轴器的摩擦片和摩擦法兰在不同打滑时段内的目标温度特征值集合，以及目标温度特征值集合对应的目标转速特征值集合；
11、s9：将目标转速特征值集合和目标温度特征值集合赋值于神经网络模型进行预测，神经网络模型预测出对应的目标临界温度预警值；
12、s10：将目标临界温度预警值与目标温度特征值集合赋值于预警通知模型进行比较；
13、s11：当目标温度特征值集合中的数据至少有一个大于或等于临界温度预警值时，触发预警开关状态为开启，并通知工作人员维修或更换摩擦片。
14、本实施例实施时，随着风机联轴器摩擦片的使用时间增长，其表面均匀密布的磨粒会逐渐减少，甚至在一些特定情况下摩擦片表面会产生裂隙，从而导致联轴器在打滑时温度也随着升高。因为磨粒的减少，使得摩擦片和摩擦法兰的接触面积会相对增大，从而导致单位面积的压力增大，进而使得摩擦力增加，由此产生的热量也随之上升。其次，在一些特定情况下，磨损后的摩擦片表面可能会形成不规则的形状和微小的裂隙，这些缺陷会引起局部的应力集中，导致摩擦面不均匀接触，导致摩擦力的波动和热量的集中，进一步增加摩擦生成的热量。基于上述现象，本申请的专利技术人通过对联轴器施加转动加载试验，当转速增大时联轴器会出现打滑现象，基于大量转动加载实验，本申请的专利技术人发现可以用摩擦片在打滑过程中产生的热量来表征摩擦片的磨损程度，当该摩擦片的磨损程度需要维护或更换时，随着转速的增大摩擦片的磨损温度会升高至临界温度预警值，所以本申请的目的在于找到摩擦片的磨损程度达到需要维护或更换时的临界温度预警值，当摩擦产生的最高温度达到或超过临界温度预警值时，通知工作人员维护或更换摩擦片。
15、本实施例实施中，由于实际工况下的风机处于不同的环境温度条件下，在不同环境温度的影响下对应有不同的临界温度预警值，基于此，本申请的专利技术人在实验室内设置不同的试验环境温度来模拟不同的环境温度，通过在不同环境温度条件下对待实验检测的联轴器进行不同转速的转动加载试验，在试验过程中获取摩擦片和摩擦法兰在未打滑时的正常工作温度基准值，本实施例中，工作温度基准值为联轴器在未打滑状态下正常温度范围内的平均值，以及获取摩擦片和摩擦法兰在不同打滑时段内的转动速度和温度数据，并建立转动速度和温度数据的映射坐标集合；本实施例中，在映射坐标集合的一个坐标中包含有当前时刻摩擦片的转动速度，当前时刻摩擦法兰的转动速度，当前时刻摩擦法兰和摩擦片打滑时产生的温度数据。
16、本实施例实施时，对温度曲线图进行拟合修正处理后进行特征提取形成温度特征值集合，温度特征值集合中的温度特征值为温度曲线图中各曲线段的波峰值，然后将各温度特征值对应的转速值提取出来形成转速特征值集合；提取出温度特征值集合中摩擦片的磨损程度达到需要维护或更换的工况条件下温度特征值形成磨损温度特征值集合，对磨损温度特征值集合中的温度特征值进行计算得到临界温度预警值。
17、本实施例实施时，将临界温度预警值、转速特征值集合和温度特征值集合作为样本数据赋值于神经网络模型进行预测训练，神经网络模型训练完成后，将实际工况中的目标转速特征值集合和目标温度特征值集合赋值于神经网络模型进行预测，神经网络模型预测出目标临界温度预警值，将目标临界温度预警值与目标温度特征值集合中的数据做比较，当目标温度特征值集合中有大于或等于目标临界温度预警值的数据时，触发开启预警通知模型的开关，并发送通知工作人员维修或更换摩擦片的预警短信。
18、在一种可能的实现方式中，在步骤s2中，建立温度曲线图的步骤包括：
19、使用卡尔曼滤波器对温度数据进行处理，滤除温度数据中的噪点；
20、使用平滑算法对温度数据进行平滑处理并提取出滑移时段内温度数据的数据趋势；
21、根据温度数据和数据趋势，使用matplotlib工具绘制温度曲线图。
22、在一种可能的实现方式中，步骤s3的具体步骤包括：
23、s301：使用拟合方程对相同环境温度条件下不同打滑时段内的温度曲线图进行拟合处理，得到各打滑时段内的多条拟合温度曲线，并使得各拟合温度曲线的起始温度和结束温度均为正常工作温度基准值，拟合方程为：
24、
25、式中，y为打滑时段内产生的温度，x为温度对应的时间，和为拟合参数值；
26、s302：若当前拟合温度曲线与前一条拟合温度曲线存在重叠区域，以当前拟合温度曲线与前一条拟合温度曲线的交叉点对应的温度值为分界线，将重叠区域分隔为前重叠区域和后重叠区域；
27、s303：剔除前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述预测方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，在所述步骤S2中，建立温度曲线图的步骤包括：
3.根据权利要求2所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述修正方程为：
5.根据权利要求3所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，在所述步骤S8中获取所述目标温度特征值集合的步骤包括：
6.根据权利要求1所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述步骤S5中计算所述临界温度预警值的公式为：
7.根据权利要求1所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述神经网络模型为温度DNN神经网络模型。
8.根据权利要求5所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述温度DNN神经网络模型训练步骤包括：
9.根据权利要求1所述一种风
...【技术特征摘要】
1.一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述预测方法的步骤包括：
2.根据权利要求1所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，在所述步骤s2中，建立温度曲线图的步骤包括：
3.根据权利要求2所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述步骤s3的具体步骤包括：
4.根据权利要求3所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，所述修正方程为：
5.根据权利要求3所述一种风机联轴器摩擦片磨损的预测方法，其特征在于，在所述步骤s8中获取所述目标温度特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，梁君，王力，童钦，张翔，杨希，李波，夏新龙，
申请(专利权)人：绵阳师范学院，
类型：发明
国别省市：
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