一种挖掘机振动监测及故障诊断方法、系统、装置及介质与流程

本发明公开了一种挖掘机振动监测及故障诊断方法、系统、装置及介质，涉及工程机械领域。

背景技术：

1、挖掘机作为一种重要的矿用和建筑工程机械，广泛应用于建筑施工和矿物开采领域；因其工作环境恶劣，挖掘机各零部件容易出现的异常振动；

2、现有技术并未形成振动匹配数据库的计算方法，也并未形成挖掘机异振数据库；无法实现挖掘机振动情况的实时监测，在早期很难被发现，通常机器振动异常明显或已经出现故障报警时才会被发觉，此时各零部件已经磨损严重，维修更换成本非常高；而且挖掘机系统非常复杂，施工现场进行故障排查主要依靠维修人员的经验进行零部件的更换来实现，耗时耗力，极易产生安全事故，售后维修成本也将大幅度增加。

技术实现思路

1、本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种挖掘机振动监测及故障诊断方法、系统、装置及介质，可实现对挖掘机各零部件振动情况的实时监测，综合多种因素分析零部件故障，降低维护成本，提高维修人员效率。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种挖掘机振动监测及故障诊断方法，包括：

3、按周期采集待测机械的测点上的振动信号，根据预先建立的异常振动故障数据库中的故障预设值，判断是否发生异振故障；

4、根据上述待测机械的运行工况及发生异振故障测点的位置，结合异常振动故障数据库中存储的异常振动故障样本，诊断出待测机械的异常振动故障。

5、进一步的，所述预先建立的异常振动故障数据库具体包括以下步骤：

6、对现有不同类型的振动故障车辆，测试其每个工况下测点零部件的振动信号，基于不确定度的t分布算法计算每个工况下相应测点零部件异常振动故障的振动阈值；

7、对正常车辆测试其每个工况下测点零部件的振动信号；

8、根据现有异常振动故障的车辆和正常车辆的振动信号对比，设置故障预设值；

9、将不同类型的振动故障及其振动阈值和故障预设数值收集形成异常振动故障样本，同时记录发生该故障的运行工况，生成异常振动故障数据库。

10、进一步的，所述振动阈值an的计算方法包括以下步骤：

11、

12、其中：n为测点零部件的振动信号时域数值点的数量；

13、σt为测点零部件的振动信号时域数值点的总标准差；

14、tn-1,α为t分布表参数取值，α是可选参数，α范围为：1.2～3；

15、为测点零部件的振动信号时域数值点的算数平均值；

16、

17、其中：σm为测点零部件的振动信号时域数值点的样本标准差；

18、uc为合成不确定度；

19、样本标准差σm：

20、

21、其中：xi为测点零部件第i个振动信号时域数值点数据；

22、

23、其中：un为第n个测点零部件的振动信号时域数值点的不确定度。

24、进一步的，所述故障预设值的具体方法包括：

25、将故障车振动信号中超过振动阈值an的信号计数数量为x1，正常车振动信号中超过振动阈值an的信号计数数量为x2，且x1＞x2，

26、故障预设值x取x2～x1之间的数值。

27、进一步的，所述发生异振故障的判断方法：

28、通过对应测点加速度传感器每1秒采集一组振动信号，50秒为一个循环，每隔30分钟采集一次，对采集到的信号进行fft预处理，计算振动有效值，生成振动预判断数据组un；

29、

30、根据振动预判段数据组un中振动超过预设值x的个数n进行异振故障判断，当n＜x时，判断为正常振动；当n≥x时，判断此时对应测点位置发生异振。

31、进一步的，测点零部件包括：驾驶室和发动机、主泵、主阀、冷却风扇和履带底盘。

32、一种挖掘机振动监测及故障诊断系统，包括：

33、采集模块：按周期采集待测机械的测点上的振动信号，根据预先建立的异常振动故障数据库中的故障预设值，判断是否发生异振故障；

34、诊断模块：根据上述待测机械的运行工况及发生异振故障测点的位置，结合异常振动故障数据库中存储的异常振动故障样本，诊断出待测机械的异常振动故障。

35、一种挖掘机振动监测及故障诊断装置，处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行上述方法的步骤。

36、计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

37、有益效果：本发明基于不确定度-t分布单尾假设方法建立振动匹配数据库；通过周期测量挖掘机各测点振动数据，将振动异常数据与建立的异常振动数据库中的数据进行比对分析，初步得到此时异振的原因，便于售后工程师进行初步排查，节省故障排查时间；实现挖掘机主要零部件振动情况的实时监测，对挖掘机故障做到早发现、早判断、早预警、早处理。

技术特征：

1.一种挖掘机振动监测及故障诊断方法,其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的挖掘机振动监测及故障诊断方法,其特征在于，所述预先建立的异常振动故障数据库具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的挖掘机振动监测及故障诊断方法,其特征在于，

4.根据权利要求3所述的挖掘机振动监测及故障诊断方法,其特征在于，所述故障预设值的具体方法包括：

5.根据权利要求4所述的挖掘机振动监测及故障诊断方法,其特征在于，所述发生异振故障的判断方法：

6.根据权利要求2所述的挖掘机振动监测及故障诊断方法,其特征在于，测点零部件包括：驾驶室和发动机、主泵、主阀、冷却风扇和履带底盘。

7.一种挖掘机振动监测及故障诊断系统,其特征在于，包括：

8.一种挖掘机振动监测及故障诊断装置,其特征在于，处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1～6任一项所述方法的步骤。

9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～6任一项所述方法的步骤。

技术总结本发明公开了一种挖掘机振动监测及故障诊断方法，包括：按周期采集待测机械的测点上的振动信号，根据预先建立的异常振动故障数据库中的故障预设值，判断是否发生异振故障；根据上述待测机械的运行工况及发生异振故障测点的位置，结合异常振动故障数据库中存储的异常振动故障样本，诊断出待测机械的异常振动故障。本发明基于不确定度‑t分布单尾假设方法建立振动匹配数据库；通过周期测量挖掘机各测点振动数据，将振动异常数据与建立的异常振动数据库中的数据进行比对分析，初步得到此时异振的原因，便于售后工程师进行初步排查。技术研发人员：倪翔宇,郭吉祥,张芮,郝琳煜,朱硕受保护的技术使用者：徐州徐工挖掘机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25