用於確定機器磨損的方法
2023-06-13 07:05:06 1
專利名稱：用於確定機器磨損的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於確定機器或系統、例如發電站中的煤炭篩選設備的磨損的方法。這樣的機器或系統的特徵尤其在於其是由相互耦合的子系統組成的，而子系統本身又是由不同組件構成的。
背景技術：
對於這種在工業和發電站領域中的系統或設備來說，診斷、磨損確定和故障早識別起著重要的作用。傳統上為此在子系統或組件中採用決定性的測量系統，如溫度測量、熱記錄、振動監控和多種其它用於確定所述子系統和組件的磨損的方法。測量系統通常既包括測量裝置又包括分析單元，該分析單元通常必須特殊地構造、匹配和安放。例如在發電站領域的煤炭篩選設備上的子系統必須具有傳感器，由此雖然實現了特定和相對準確的診斷，但同時該診斷比較費事和昂貴。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種用於確定機器以及尤其是針對發電站的煤炭研磨機器或煤炭篩選設備的磨損的方法，該方法可以比較廉價地實現。
按照本發明，該技術問題是通過一種用於確定機器的磨損的方法來解決的，其中在機器運行期間確定該機器的至少一個第一子系統的電流消耗和/或電壓消耗，從中推導出該機器的至少一個第二子系統的可能存在的磨損。
此外，本發明的技術問題還通過一種具有驅動器和由該驅動器驅動的煤炭碾磨機的煤炭研磨機器解決，其中設置了用於在運行期間確定驅動器的電流消耗和/或電壓消耗的裝置，以及用於推導煤炭碾磨機的可能存在的磨損的裝置。
按照本發明的解決方案基於藉助對第一子系統的電流消耗和/或電壓消耗的分析來診斷該子系統對另一子系統的反饋。由於對已知的機器或系統來說通常在運行期間已經確定了各子系統的電流消耗和/或電壓消耗，因此按照本發明的診斷通常可以僅通過相應地匹配對機器的控制和通過所屬的軟體解決方案來實現。因此本發明的解決方案的成本比較低。
在本發明的解決方案的優選實施方式中，確定機器的驅動器、例如電動機上的電流消耗和/或電壓消耗，由此推斷出在機器的由該驅動器驅動的機組上存在的磨損。該機組優選是煤炭碾磨機。
為了能比較準確地而且特別廉價地實現對子系統之間反饋的診斷，優選機器的驅動器和被驅動的機組通過力和/或轉矩傳遞裝置而剛性或硬性地、也就是在力和/或轉矩傳遞裝置之內沒有重要彈性元件地相互耦合。
本發明的對機器的電流和/或電壓消耗的掃描優選定期進行，優選以5到20kHz的頻率進行。
為了確定機器或第二子系統的磨損，優選引入電流和/或電壓信號的瞬時值(例如在預定的時刻)和/或平均值(例如來自時間信號和高頻信號的均方根(RMS))和/或至少一個頻譜(例如藉助頻率分析、如快速傅立葉變換(FFT)通過高頻區域中的特徵性頻率特性)。
為了按照本發明確定磨損，優選可以引入其它運行數據或過程數據。
這些運行數據優選涉及機器的負載狀態和/或轉數和/或運行溫度和/或運行壓力，以例如將負載變化和外部溫度波動與實際的機械磨損區分開來。
作為對本發明的診斷的補充或與該診斷獨立地，可以從確定的電流和/電壓消耗中得出關於由機器加工的材料的品質和/或類型的結論。從而對於煤炭研磨機器來說尤其是可以得出關於所使用的煤炭的品質和類型的結論。例如可以確定煤炭具有較高的惰性成分，還可以推斷該煤炭來自不同的區域。
本發明的解決方案能特別好地適合於發電站的煤炭研磨機器或煤炭篩選裝置，其中直接通過鼠籠轉子電動機的軸來驅動煤炭碾磨機。測量已然給出在電動機的電流和/或電壓信號中可以指明機械磨損和出現的缺陷。例如可以通過在電流和/或電壓信號的頻譜中觀察特定特徵性頻率時的強烈變化，確定煤炭碾磨機的研磨球的磨損。
此外，可以從頻譜的不同趨勢以及平均值和時間信號的變化的不同趨勢推導出煤炭碾磨機的磨損。
作為本發明解決方案的其他附加用途，可以推導各驅動機組的當前狀態並檢測出損害。
下面藉助附圖詳細解釋用於確定以煤炭研磨機為例的機器的磨損的本發明方法的實施例。
圖1示出煤炭研磨機及所屬的本發明的診斷裝置的示意圖。
具體實施例方式
在圖1的上半部示出本發明的技術設備，下半部示出所屬的本發明的方法。
按照煤炭研磨機10的形態的機器或設備系統尤其是具有3個子系統12，也就是按照鼠籠轉子電動機14形式的驅動器、按照軸16形式的力和/或轉矩傳遞裝置，它們可以與必要時其它未示出的組件如聯動裝置、離合器和/或制動器連接，以及按照煤炭碾磨機18形式的機組。
鼠籠轉子電動機14藉助軸16在沒有彈性元件的中間連接的情況下剛性旋轉地與機組18耦合。
為了運行煤炭碾磨機18，鼠籠轉子電動機14消耗電流，在此從該電流消耗推導出電流和/或電壓信號。
將該電流和/或電壓信號輸入用於確定驅動器的電流和/或電壓消耗的裝置20中。藉助對電流和/或電壓信號的頻譜的分析，可以觀察在特定特徵性頻率時的變化。從確定的變化中藉助裝置22推斷可能存在的煤炭碾磨機18的磨損。用於推斷可能存在的磨損的裝置22在此尤其是分析頻譜的趨勢以及鼠籠轉子電動機14的電流和/或電壓信號的平均值和時間信號的分布趨勢。作為對該診斷的補充，還設置了裝置24用於推斷由煤炭碾磨機18加工的材料的品質和/或類型。
此外還設置了裝置26，用於採集其它運行數據並從中推導出鼠籠轉子電動機14的當前狀態。在此採用該運行數據來驗證用裝置20確定的數據。
藉助裝置22、24和26執行的診斷方法與傳統方法相比提供了以下優點在連接於驅動機組或鼠籠轉子電動機14之後的子系統16、18上不必設置另外的傳感器。而是例如只需直接在鼠籠轉子電動機14的電端子連接上或所屬的換向設備上設置信號處理單元。
通過本發明中取消了對失靈起著關鍵作用的傳感器和電纜鋪設，還保證了更高的診斷可靠性。在勞爾(rauer)工業環境中通常很難採用另外的傳感器，因此通常無法在煤炭碾磨機的與測量技術相關的位置上設置用於測量振動的傳感器和/或電纜連接。
因此與公知技術不同，利用本發明的解決方案給出明顯的成本優勢和競爭優勢。
權利要求
1.一種用於確定機器(10)的磨損的方法，其特徵在於，在機器運行期間確定該機器的至少一個第一子系統(14)的電流消耗和/或電壓消耗，並從中推導出該機器的至少一個第二子系統(18)的可能存在的磨損(20)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，確定所述機器的驅動器(14)上的電流消耗和/或電壓消耗，並從中推導出在由該驅動器(14)驅動的機組(18)上存在的磨損。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述機器的驅動器(14)和被驅動的機組(18)通過力和/或轉矩傳遞裝置(16)尤其是可以剛性地相互耦合。
4.根據上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，對所述機器的電流和/或電壓消耗進行掃描，優選以在大約5到大約20kHz之間的頻率進行掃描。
5.根據上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，為了確定磨損，引入所述機器(10)或所述驅動器(14)的電流和/或電壓信號的瞬時值和/或平均值和/或至少一個頻譜。
6.根據上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，為了確定磨損引入所述機器(10)的其它運行數據(26)。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述其它運行數據包括負載狀態和/或轉數和/或運行溫度和/或運行壓力。
8.根據上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，從所述機器(10)在其運行期間的電流和/或電壓消耗中推導出由所述機器(10)加工的材料的品質和/或類型。
9.一種具有驅動器(14)和由該驅動器驅動的煤炭碾磨機(18)的煤炭研磨機器(10)，其特徵在於，設置了用於在運行期間確定驅動器(14)的電流和/或電壓消耗的裝置(20)，以及用於基於所確定的電流和/或電壓消耗推導出煤炭碾磨機(18)的可能存在的磨損的裝置(20)。
10.一種具有驅動器(14)和由該驅動器驅動的煤炭碾磨機(18)的煤炭研磨機器(10)，其特徵在於，設置了用於在運行期間確定驅動器(14)的電流和/或電壓消耗的裝置(20)，以及用於基於所確定的電流和/或電壓消耗推導出由煤炭碾磨機加工的煤炭的品質和/或類型的裝置(24)。
全文摘要
本發明涉及一種用於確定機器(10)的磨損的方法，其特徵在於，在機器運行期間確定該機器的至少一個第一子系統(14)的電流消耗和/或電壓消耗(20)，並從中推導出該機器的第二子系統(18)的可能存在的磨損(22)。
文檔編號G05B19/4065GK1918522SQ200480041903
公開日2007年2月21日 申請日期2004年6月25日 優先權日2004年2月19日
發明者馬庫斯·德雷曼, 沃爾夫岡·菲克, 尤維·格克 申請人:西門子公司