[发明专利]一种大型人字闸门运行卡阻分析方法及装置

说明书

本发明提供了一种大型人字闸门运行卡阻分析方法及装置，针对大型人字闸门运行主要部件运动及不同工况下受力特征利用有限元预应力模态分析方法得到理论包含振动频率的振动特征库，通过布设运行卡阻检测传感器方案布置低频高灵敏度传感器，实现人字闸门运行振动信号采集，基于峰度检验和小波包分解相结合的分析方法进行随机因素干扰噪声的降噪处理，采用波形和时域参数分析法进行总体分析，初步判断人字闸门运行异常及其部位，进一步分析异常人字闸门运行振动信号波形及时域参数，并与理论振动特征库对比，识别故障程度并反馈至检修处理模块。为船闸行业人字闸门运行卡阻故障分析和判断提供可行的技术方案。

技术领域

本发明属于水运交通技术领域，涉及大型水工金属结构运行监测分析技术领域，尤其是一种大型人字闸门运行卡阻分析方法及装置。

背景技术

船闸人字闸门扼制通航水道的咽喉，是船闸的重要组成部分之一，对船舶过坝运输发挥着极其重要的作用。它的任务是用来挡水使闸室形成通航需要的通航水位并控制船闸通航孔口，保证船只安全过闸。对于一般人字闸门，其门体的支撑主要来自顶枢、A、B拉杆和底枢，保证门叶绕门轴旋转，实现闸门启闭功能，门体近似悬空。顶枢主要受到水平方向倾覆力矩，是由闸门重心产生；而底枢主要是承重，大型闸门门体的重量多达600-800t；同时，闸门在启闭过程中，启闭时间3-6min，仅有67.5度的转角，转速低至0.0375-0.0625r/min。船闸人字门体积大、结构复杂、启闭频繁，由于其长期运行在低速重载的工况条件下，闸门运转部件——顶枢、底枢、联门轴部件的旋转接触表面很难形成良好的润滑油膜，随着闸门运行时间的增加，这些部位会出现不同程度的损坏情况，一旦破坏严重，检修比较麻烦，也必将影响航运效益。所以，对闸门进行定期安检、检修具有非常重要的意义。

目前，国内对大型船闸人字闸门常采用定期检修为主、事后检修为辅的方式。由于顶枢、底枢和联门轴等运转部件的接触表面多在结构内部，即使其出现故障也很难发现，上述检修方式能起到作用，但效果并不理想。由于闸门重量和体积大，底枢一旦破坏，检修起来费时费力，必将严重影响航运；而定期检修又会造成“欠检修”和“过检修”的事故，同时门体的吊装过程也会对门体的结构性能产生一定的影响，造成门体变形、焊缝拉裂等故障。状态检修是在闸门运行状况监测的基础上，实现底枢故障的预判和预报。同时，计算机辅助技术和机械信号处理技术的发展极大地推动了闸门运行状况、故障在线监测和预报的发展。这种方法既可及时发现潜伏性隐患故障及其发展趋势和严重程度，防止故障扩大和事故发生，提高人字闸门运行可靠性，又可为船闸检修提供可靠的依据，实现对人字闸门运行故障早知道、早预报、早诊断，把故障消灭在萌芽之中，然后逐步实现船闸状态检修，延长船闸计划性检修的周期。

专利CN106289500A和CN106209223B分别公开了一种船闸人字门安全状况的远程监测系统及其监测方法和一种全光网船闸人字门健康状态监测系统及其工作方法，但是其适用场合以及所解决的技术问题主要是基于振动信息量进行船闸人字门安全状况的监测与采集，建立了基于光学传感器的远程监测系统，实现船闸人字门安全状况和健康状态的监测。但对于具体的大型人字闸门运行卡阻的分析和诊断，并没有提供具有创造性的分析方法和技术方案，其重点在于人字闸门运行状态的监测方案以及排除检测时的外部干扰，相比较而言，本发明建立了完整的大型人字闸门运行卡阻分析方法及装置，极大提高了人字闸门运行的安全性和稳定性。

因此，基于上述分析，需要通过技术手段对船闸人字闸门运行卡阻状况进行检测和分析，防范化解风险，实现船闸人字闸门的运行状态监测和状态检修，从而保证船闸的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的是为大型船闸人字闸门运行状态监测、检修及管控分析提供的一种运行卡阻分析方法及装置。