确定机械设备的估计寿命和剩余寿命的方法以及装置与流程

本公开涉及确定机械设备的估计寿命的方法，确定机械设备的剩余寿命的方法以及确定机械设备的估计寿命的装置。

背景技术：

1、机械设备根据其设计和制造标准具有额定寿命，随着机械设备投入运行的时间增长，机械设备的剩余寿命也逐渐缩短。根据机械设备的剩余寿命的长短，维护人员可以有针对性地对机械设备进行维护，准备更换或维修该机械设备，或者优化机械设备的运行效率并避免计划外的停机。

2、然而，在机械设备，例如风力发电机的长期的运行中，机械设备的负载、转速、环境温度、受到的腐蚀以及润滑剂状态等会不断变化，这些变化的因素会影响机械设备的额定寿命，使得该额定寿命不再是恒定的。在这种情况下，传统预测机械设备剩余寿命的方法是无效的。

技术实现思路

1、本公开提出了一种确定机械设备的估计寿命的方法和一种确定机械设备的剩余寿命的方法。根据本公开的方法考虑到了机械设备运行中的载荷变化以及润滑剂状态的变化，从而能够实时并准确地确定机械设备的寿命以及剩余寿命。

2、本公开提供了一种确定机械设备的估计寿命的方法。所述方法包括获取所述机械设备在预定时间范围内的载荷谱；获取所述机械设备在所述预定时间范围内的润滑剂状态；基于所获取的载荷谱和所获取的润滑剂状态，确定所述机械设备在所述预定时间范围内经历过的多个运行状态，其中，每个运行状态对应于所述载荷谱中的特定载荷值范围和所述润滑剂状态中的特定污染程度；基于所述机械设备在所述预定时间范围内的所述多个运行状态，确定所述机械设备的估计寿命。

3、根据本公开的实施例，基于所述机械设备在所述预定时间范围内的所述多个运行状态，确定所述机械设备的估计寿命，包括针对所述多个运行状态中的每个运行状态，分别确定所述机械设备的相应的参考寿命，以及基于所述多个运行状态中的每个运行状态所对应的参考寿命，确定所述机械设备的估计寿命。

4、根据本公开的实施例，针对所述多个运行状态中的每个运行状态，分别确定所述机械设备的相应的参考寿命，包括：根据预定的关于所述机械设备的寿命的标准或方法，针对所述多个运行状态中的每个运行状态，分别确定所述机械设备的相应的参考寿命。

5、根据本公开的实施例，确定所述机械设备在所述预定时间范围内经历过的多个运行状态，包括确定所述多个运行状态中的每个运行状态的运行时间；并且，基于所述多个运行状态中的每个运行状态所对应的参考寿命，确定所述机械设备的估计寿命，包括将各个运行状态的运行时间占所述预定时间范围的比例作为加权权重，并且计算各个参考寿命的加权平均值作为所述估计寿命。

6、根据本公开的实施例，所述加权平均值包括加权调和平均值、加权算数平均值和加权几何平均值。

7、根据本公开的实施例，所述机械设备的载荷谱包括以下至少一项：所述机械设备的温度谱、扭矩谱、转速谱、径向力谱和轴向力谱。

8、根据本公开的实施例，所述方法还包括对所述载荷谱进行预处理，所述预处理包括以下至少一项：从所述载荷谱中去除异常的载荷值和通过内插法替换载荷值中的空值。

9、根据本公开的实施例，获取所述机械设备在所述预定时间范围内的润滑剂状态，包括获取所述机械设备在所述预定时间范围内的离散的润滑剂状态，并且根据所述离散的润滑剂状态和在所述预定时间范围内清洁所述润滑剂的时间点推导出在所述预定时间范围内的连续的润滑剂状态。

10、根据本公开的实施例，所述特定污染程度包括：轻度污染、中度污染和重度污染。

11、根据本公开的实施例，所述方法还包括预先给定最大载荷值范围，所述最大载荷值范围被划分为多个子范围，其中，所述特定载荷值范围包括所述子范围中的至少一个。

12、本公开实施例还提供了一种确定机械设备的剩余寿命的方法，所述方法包括利用上述确定机械设备的估计寿命的方法来确定所述机械设备的估计寿命，和确定所述机械设备已经使用的时间，以及根据所述机械设备的估计寿命和所述已经使用的时间确定所述机械设备的剩余寿命。

13、本公开实施例还提供了一种用于确定机械设备的估计寿命的装置，该装置包括第一采集单元，用于采集所述机械设备在预定时间范围内的载荷谱；第二采集单元，用于采集所述机械设备在所述预定时间范围内的润滑剂状态；运行状态确定单元，与所述第一采集单元和第二采集单元连接并且获取所述载荷谱和所述润滑剂状态，并且基于所述载荷谱和所述润滑剂状态，确定所述机械设备在所述预定时间范围内经历过的多个运行状态，其中，每个运行状态对应于所述载荷谱中的特定载荷值范围和所述润滑剂状态中的特定污染程度；估计寿命确定单元，与所述运行状态确定单元连接，用于基于所述机械设备在所述预定时间范围内的所述多个运行状态，确定所述机械设备的估计寿命。

14、在确定机械设备的估计寿命或剩余寿命时，根据本公开的确定机械设备的估计寿命的方法以及确定机械设备的剩余寿命的方法能够考虑到从机械设备投入使用一直到当前时间点所经历的所有运行状态，即不同载荷情况与不同润滑剂状态的组合。由于不同的运行状态会对机械设备的寿命产生不同的影响，因此根据本公开的方法能够根据机械设备所经历的各种不同的运行状态准确地确定或调整机械设备的估计寿命。此外，机械设备所经历的各种运行状态的数量和持续时间会随着时间的推移而发生改变。根据本公开的方法能够考虑到这种改变并且因此能够实时地确定机械设备的寿命以及剩余寿命。

技术特征：

1.一种确定机械设备的估计寿命的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述机械设备在所述预定时间范围内的所述多个运行状态，确定所述机械设备的估计寿命，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其中，针对所述多个运行状态中的每个运行状态，分别确定所述机械设备的相应的参考寿命，包括：根据预定的关于所述机械设备的寿命的标准或方法，针对所述多个运行状态中的每个运行状态，分别确定所述机械设备的相应的参考寿命。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，确定所述机械设备在所述预定时间范围内经历过的多个运行状态，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述加权平均值包括：加权调和平均值、加权算数平均值和加权几何平均值。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，获取所述机械设备在所述预定时间范围内的润滑剂状态，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定污染程度包括：轻度污染、中度污染和重度污染。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括预先给定最大载荷值范围，所述最大载荷值范围被划分为多个子范围，其中，所述特定载荷值范围包括所述子范围中的至少一个。

9.一种确定机械设备的剩余寿命的方法，包括：

10.一种用于确定机械设备的估计寿命的装置，包括

技术总结本发明涉及一种确定机械设备的估计寿命的方法，其包括：获取所述机械设备在预定时间范围内的载荷谱；获取所述机械设备在所述预定时间范围内的润滑剂状态；基于所获取的载荷谱和所获取的润滑剂状态，确定所述机械设备在所述预定时间范围内经历过的多个运行状态，其中，每个运行状态对应于所述载荷谱中的特定载荷值范围和所述润滑剂状态中的特定污染程度；并且基于所述机械设备在所述预定时间范围内的所述多个运行状态，确定所述机械设备的估计寿命。此外本发明还涉及一种确定机械设备的剩余寿命的方法和一种用于确定机械设备的估计寿命的装置。技术研发人员：郭伟奇,李文军,程刚,刘鑫,张彬受保护的技术使用者：斯凯孚公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25