[发明专利]盾构机主轴承密封性能健康评估方法与系统

说明书

本发明提供了一种盾构机主轴承密封性能健康评估方法，包含以下步骤：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况进行相应的状态评估与性能预测。相应地，本发明还提供了一种盾构机主轴承密封性能健康评估系统。本发明具有效率高、准确率高、鲁棒性好的特点，能够快速高效地对施工数据进行分析，为主轴承的健康评估提供参考依据。

技术领域

本发明涉及盾构机健康评估技术领域，具体地，涉及一种盾构机主轴承密封性能健康评估方法与系统。

背景技术

盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。

盾构机在进行盾构作业时承受着复杂的力和力矩，而主轴承作为支撑盾构机刀盘的主要承载部件，承担着盾构机运转过程中的主要载荷。通常情况下，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造成主轴承齿轮油泄露或者泥渣颗粒进入齿轮箱会引起主轴承和齿轮损坏，因此对主轴承密封性能的实时监测和健康评估显得尤为重要。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种盾构机主轴承密封性能健康评估方法与系统。

根据本发明提供的盾构机主轴承密封性能健康评估方法，包含以下步骤：

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况进行相应的状态评估与性能预测。

优选地，所述数据采集处理步骤包含以下步骤：

数据采集步骤：获取盾构机在运行过程中的原始状态变量；

数据存储步骤：将原始状态变量存储在盾构机状态检测数据库中；

数据预处理步骤：填补、检测或剔除相应的原始状态变量，获得经过预处理的状态变量数据集。

优选地，所述特征处理步骤包含以下步骤：

特征选取步骤：从状态变量数据集中提取出与主轴密封性能相关的第一特征向量；

特征降维步骤：对第一特征向量进行降维处理，得到低维空间显著特征；

特征向量获取步骤：根据低维空间显著特征获取低维特征评估向量。

优选地，特征选取步骤包含以下步骤：

步骤S1：计算第j环对应的状态变量数据集中第i个状态变量X^ij的均值、最大值、峭度以及标准差，得到第j环中第i个状态变量X^ij的子特征向量F^ij：

式中：为状态变量X^ij的均值；

为状态变量X^ij的最大值；

为状态变量X^ij的峭度；

为状态变量X^ij的标准差；

步骤S2：将每一环中所有状态变量的子特征向量按行进行组合，得到第j环的初始环特征向量F^j：