[发明专利]盾构机主驱动性能监测及修复方法

说明书

本发明涉及盾构机主驱动性能监测及修复方法，所述盾构机主驱动性能监测方法至少包括：接收设置在盾构机主驱动装置上的至少一个传感器传输的振动信号，扫描当前掘进环行程内接收的所有的振动信号，提取振动信号的时域波形的特征参数大于第一异常阈值的至少一个第一局部信号；基于所述第一局部信号的时域波形的特征参数和频域波形的特征参数进行二次诊断以确定引起所述第一局部信号的至少一个传感器；基于所述第一局部信号的时域和频域信息过滤所述历史振动信号生成第二局部信号；基于所述第一局部信号和第二局部信号构建关于所述至少一个传感器的行为曲线；基于所述行为曲线预测盾构机主驱动装置发生故障的趋势。

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及盾构机主驱动性能监测及修复方法。

背景技术

盾构机主驱动系统是盾构机的“心脏”，是盾构机动力输出的中心，直接起到动力转换和输出的作用，同时起到支撑盾体刀盘，并使之旋转破岩作业。盾构机主驱动主要由主轴承、主驱动箱、连接环、密封压环、密封滑环、密封隔环、减速机、马达或电机、扭矩限制器以及刀盘驱动等部件组成。轴承外圈和前体的连接主要是通过连接法兰用螺栓来进行固定的，内（齿）圈主要是通过螺栓与刀盘来进行连接的，借助液压的动力来带动减速器、液压马达以及轴承的内齿圈来直接驱动刀盘进行旋转。主轴承主要设置有2道唇形内密封和3道唇形外密封。前一道内密封主要是用来阻止盾体内的大气尘土入侵，而后一道内密封主要是用来防止主轴承内的润滑油外渗。外密封的前两道采主要是用永久性的失脂润滑来阻止土仓内泥浆和渣土的渗入，而后一道密封和内密封的后一道基本相同，也是用来防止主轴承内的润滑油渗漏。

盾构机主驱动系统结构复杂，对制作工艺、装配工艺的要求较高，且盾构掘进施工过程中维修困难、复杂，所以要求主驱动系统及其构配件要有较长的使用寿命和较高的稳定性。盾构机主驱动常见的故障主要有密封滑环磨损、齿轮油系统报警、密封及润滑油品检查等。

例如，公开号为CN109297642A的中国专利文献公开了用于测试盾构机主驱动密封新能的装置，包括固定外环、旋转内环、回转支撑和驱动装置，回转支撑固定于固定外环的一端内，旋转内环置于固定外环内，旋转内环的内端与回转支撑的旋转内圈固定连接；固定外环包括可拆卸连接的固定前段和固定外环后段，旋转内环的外壁与固定外环前段及固定外环后段的内壁之间分别形成用于设置第一、二待测主驱动密封组件的前侧空腔和后侧空腔。该发明通过介质注入环的注入口注入带压力的截止，既能测试主驱动密封系统的静态耐压性能，又能测试不同转速情况下主驱动密封系统的摩擦发热量，以及在不同压力下主驱动密封的动态耐压性能，具有结构简洁，测试方便、全面等优点。但是无论是盾构机出厂前还是在未盾构前，对其进行检查、测试等步骤都是标准的必要流程，也能够避免大部分的主驱动性能故障。然而，该专利文献无法在盾构机实际运行中对主驱动的性能进行检测，无法全面地获取盾构机主驱动运行的状态以得知或预测主驱动的故障发生，实际上预知主驱动故障的发生以及时发现并排除或修复故障是现有盾构机设备检测与故障诊断的趋势。