CN112487579B - 提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法及装置 - Google Patents

提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法、装置、计算设备和计算机可读介质，该方法包括：得到目标运行组件的剩余寿命计算值；确定对目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；针对每一个影响因子，均执行：获取当前影响因子的监测值；根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及根据对应关系，得到与当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；利用所得到的各寿命系数，对剩余寿命计算值进行修正，得到目标运行组件的剩余寿命预测值。本方案能够实现对提升机构中运行组件的剩余寿命的预测。

Description

提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法及装置
技术领域
本发明涉及机电设备领域，特别涉及提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法、装置、计算设备和计算机可读介质。
背景技术
提升机构是电铲的四大核心机械部件之一，其主要功能是传递扭矩、提升铲料。由于大型提升机构不易维修，若在作业过程中由于提升机构中运行组件故障导致非计划停机，则会造成巨大损失。
为防止以上问题，目前，会采用定期点检方式对提升机构中运行组件进行维护保养，在点检过程中，需要对提升机构中运行组件进行逐一核查，对出现问题的运行组件进行维修。该方式不仅成本高，且无法实现对提升机构中运行组件的剩余寿命的预测。
发明内容
本发明提供了提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法、装置、计算设备和计算机可读介质，能够实现对提升机构中运行组件剩余寿命的预测。
第一方面，本发明实施例提供了提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法，包括：
得到目标运行组件的剩余寿命计算值；
确定对所述目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；
针对每一个所述影响因子，均执行：
获取当前影响因子的监测值；
根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定所述当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及
根据所述对应关系，得到与所述当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；
利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值。
可选地，所述得到目标运行组件的剩余寿命计算值，包括：
确定所述目标运行组件在使用前对应的总寿命计算值；
获取所述目标运行组件的运行数据；
根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值；以及
将确定的所述总寿命计算值与所述已使用寿命值的差值，确定为所述运行组件的所述剩余寿命计算值。
可选地，所述运行数据包括所述目标运行组件在运行过程中对应的转速和运行时长；
所述根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值，包括：利用下述第一公式或第二公式计算所述目标运行组件的已使用寿命值；
所述第一公式为：
所述第二公式为：
其中，Lf用于表征所述目标运行组件的已使用寿命值，n用于表征所述运行数据中所述目标运行组件的运行次数，Rn用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的转速，Tn'用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行时长，Rmax用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最大转速，Rmin用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最小转速。
可选地，
在所述目标运行组件为输入电机的轴承或者齿轮箱内的轴承时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、温度、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种；
在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的转轴时，所述影响因子包括：温度、振动时域和振动频频率能量占比中的至少一种；
在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的齿轮时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、振动时域、振动频率能量占比、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口油温、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口流量和所述齿轮箱内部受环境影响的污染指数中的至少一种。
可选地，所述获取当前影响因子的监测值，包括：
在所述当前影响因子为所承受负载的负载功率时，利用下述第三公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第三公式为：
其中，P用于表征所述所承受负载的负载功率对应的监测值，U用于表征输入电机端线电压，I用于表征输入电机端线电流，用于表征输入电机运行功率因数，η用于表征输入电机运行效率；
和/或，
在所述当前影响因子为振动时域时，利用下述第四公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第四公式为：
其中，Vr,m,s用于表征所述振动时域对应的监测值，T用于表征采样时间，V(t)用于表征振动速度；
和/或，
在所述当前影响因子为振动频率能量占比时，利用下述第五公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第五公式为：
其中，Percent用于表征所述振动频率能量占比对应的监测值，用于表征运行组件x的频谱所对应的一维向量，/>用于表征目标运行组件x的总能量频谱对应一维向量。
可选地，所述利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值，包括：
利用下述第六公式或第七公式计算所述目标运行组件的剩余寿命预测值；
所述第六公式为：
所述第七公式为：
其中，Lr用于表征所述目标运行组件的剩余寿命预测值，Lr-c用于表征所述剩余寿命计算值，Cm用于表征第m个影响因子对应的寿命系数。
可选地，在所述得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值之后，进一步包括：
在确认对所述目标运行组件进行了润滑脂处理后，增加所述剩余寿命预测值。
第二方面，本发明实施例提供了提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置，包括：
一个剩余寿命计算值确定模块，用于得到目标运行组件的剩余寿命计算值；
一个影响因子确定模块，用于确定对所述目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；
一个寿命系数获取模块，用于针对每一个所述影响因子，均执行：
获取当前影响因子的监测值；
根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定所述当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及
根据所述对应关系，得到与所述当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；
一个预测模块，用于利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值。
可选地，所述剩余寿命计算值确定模块，包括：
一个第一确定单元，用于确定所述目标运行组件在使用前对应的总寿命计算值；
一个获取单元，用于获取所述目标运行组件的运行数据；
一个第一计算单元，用于根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值；以及
一个第二确定单元，用于将确定的所述总寿命计算值与所述已使用寿命值的差值，确定为所述运行组件的所述剩余寿命计算值。
可选地，所述运行数据包括所述目标运行组件在运行过程中对应的转速和运行时长；
所述第一计算单元包括：一个计算子单元；
所述计算子单元，用于利用下述第一公式或第二公式计算所述目标运行组件的已使用寿命值；
所述第一公式为：
所述第二公式为：
其中，Lf用于表征所述目标运行组件的已使用寿命值，n用于表征所述运行数据中所述目标运行组件的运行次数，Rn用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的转速，Tn'用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行时长，Rmax用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最大转速，Rmin用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最小转速。
可选地，所述寿命系数获取模块包括：一个监测值获取单元；
所述监测值获取单元，用于在所述当前影响因子为所承受负载的负载功率时，利用下述第三公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第三公式为：
其中，P用于表征所述所承受负载的负载功率对应的监测值，U用于表征输入电机端线电压，I用于表征输入电机端线电流，用于表征输入电机运行功率因数，η用于表征输入电机运行效率；
和/或，
所述监测值获取单元，用于在所述当前影响因子为振动时域时，利用下述第四公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第四公式为：
其中，Vr,m,s用于表征所述振动时域对应的监测值，T用于表征采样时间，V(t)用于表征振动速度；
和/或，
所述监测值获取单元，用于在所述当前影响因子为振动频率能量占比时，利用下述第五公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第五公式为：
其中，Percent用于表征所述振动频率能量占比对应的监测值，用于表征运行组件x的频谱所对应的一维向量，/>用于表征目标运行组件x的总能量频谱对应一维向量。
可选地，所述预测模块，包括：一个第二计算单元；
所述第二计算单元，用于利用下述第六公式或第七公式计算所述目标运行组件的剩余寿命预测值；
所述第六公式为：
所述第七公式为：
其中，Lr用于表征所述目标运行组件的剩余寿命预测值，Lr-c用于表征所述剩余寿命计算值，Cm用于表征第m个影响因子对应的寿命系数。
可选地，进一步包括：一个更新模块；
所述更新模块，用于在确认对所述目标运行组件进行了润滑脂处理后，增加所述剩余寿命预测值。
第三方面，本发明实施例提供了计算设备，包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行以上任一所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行以上任一所述的方法。
由上述方案可知，本发明提供的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法、装置、计算设备和计算机可读介质，针对提升机构中的目标运行组件，首先得到该目标运行组件的剩余寿命计算值，并确定对目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子，根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，可以得到每一个影响因子对应的寿命系数，并利用得到的各寿命系数，对剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值。本发明无需人工点检，实现了对提升机构中运行组件的剩余寿命的预测，且成本低，效率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以基于这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一个实施例提供的一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法流程图；
图2是本发明一个实施例提供的一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的示意图；
图3是本发明一个实施例提供的另一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的示意图；
图4是本发明一个实施例提供的又一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的示意图；
图5是本发明一个实施例提供的再一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的示意图；
图6是本发明另一个实施例提供的一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的示意图；
图7是本发明另一个实施例提供的另一种提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的示意图；
图8是本发明一个实施例提供的一种计算设备的示意图。
附图标记列表：
具体实施方式
如前所述，对提升机构中运行组件进行定期点检，不仅需要付出较高的成本，并且在两次点检之间，提升机构中运行组件发生了故障，依然会导致非计划停机，且点检时间较长，无法实现对提升机构中运行组件的剩余寿命进行预测。
本发明实施例中，提升机构中的运行组件均对应有剩余寿命计算值，影响因子会对运行组件的剩余寿命产生影响，每一个运行组件均具有至少一个影响因子，每一个影响因子均可以通过实时监测获取到其监测值，通过预先构建影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，可以得到每一个影响因子对应的寿命系数，从而利用得到的各个寿命系数对该运行组件的剩余寿命计算值进行修正，以得到该运行组件的剩余寿命预测值，其中，得到的该运行组件的剩余寿命预测值为一个量化值，且由于影响因子的监测值可以实时监测，因此，不仅可以实现对提升机构中运行组件的剩余寿命的实时预测，且成本低，效率高。
下面结合附图对本发明实施例提供的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法、装置、计算设备及计算机可读介质进行详细说明。
如图1所示，本发明实施例提供了提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法，包括：
步骤101：得到目标运行组件的剩余寿命计算值；
步骤102：确定对所述目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；
步骤103：针对每一个所述影响因子，均执行：
获取当前影响因子的监测值；
根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定所述当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及
根据所述对应关系，得到与所述当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；
步骤104：利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值。
本发明实施例中，针对提升机构中的目标运行组件，首先得到该目标运行组件的剩余寿命计算值，并确定对目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子，根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，可以得到每一个影响因子对应的寿命系数，并利用得到的各寿命系数，对剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值。本发明无需人工点检，实现了对提升机构中运行组件的剩余寿命的预测，且成本低，效率高。
为了实现对目标运行组件的剩余寿命进行预测，需要确定目标运行组件的剩余寿命计算值，在本发明实施例中，所述得到目标运行组件的剩余寿命计算值，可以通过如下一种方式得到：
确定所述目标运行组件在使用前对应的总寿命计算值；
获取所述目标运行组件的运行数据；
根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值；以及
将确定的所述总寿命计算值与所述已使用寿命值的差值，确定为所述运行组件的所述剩余寿命计算值。
在运行组件投入使用前，对应有总寿命计算值，该总寿命计算值即在正常工况下，不考虑影响因子对运行组件的剩余寿命产生的影响，该运行组件可以使用的总寿命。其中，该总寿命计算值是厂商据该运行组件对应的技术参数、国标的标准公式以及运行组件实际使用的工况计算得到的，在运行组件出厂前，厂商会将该总寿命计算值标注在运行组件上或者标注在运行组件的使用说明书中。
厂商针对目标运行组件标注的总寿命计算值可以是运行总圈数，也可以是运行总时长，例如，运行总圈数为1000万转，运行总时长为3000个小时。若总寿命计算值标注的为运行总圈数，那么计算的已使用寿命值、剩余寿命计算值以及剩余寿命预测值均对应运行圈数；若总寿命计算值标注的是运行总时长，那么计算的已使用寿命值、剩余寿命计算值以及剩余寿命预测值均对应运行时长。本发明实施例以总寿命计算值为运行总圈数为例进行说明。
在本发明实施例中，提升机构中由若干个运行组件组成，其中一部分运行组件若在提升机构运行过程中出现故障，可以通过现场维修或更换即可快速投入作业中，而对于一些运行组件，例如，输入电机轴承、齿轮箱内的轴承、齿轮箱内的转轴或齿轮箱内的齿轮，若在提升机构运行过程中出现故障，则无法快速实现现场维修或更换，从而影响作业进度，因此，本发明实施例的目标运行组件可以是输入电机轴承、齿轮箱内的轴承、齿轮箱内的转轴和齿轮箱内的齿轮中的任意一种。
本发明实施例中，为了计算目标运行组件的已使用寿命值，需要根据目标运行组件的运行数据来计算，其中，运行数据是提升机构在运行过程中，对各个运行组件的运行状态进行监控并记录而形成的数据，该运行数据至少可以包括目标运行组件在运行过程中对应的转速和运行时长，具体地，所述根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值，包括：利用下述第一公式或第二公式计算所述目标运行组件的已使用寿命值；
所述第一公式为：
所述第二公式为：
其中，Lf用于表征所述目标运行组件的已使用寿命值，n用于表征所述运行数据中所述目标运行组件的运行次数，Rn用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的转速，Tn'用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行时长，Rmax用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最大转速，Rmin用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最小转速。
目标运行组件在每次的运行过程中可能使用不同的转速进行运行，在计算已使用寿命值时，为了保证计算结果的准确性，可以使用第一公式计算目标运行组件的已使用寿命值，以将目标运行组件在每一次运行时对应的运行圈数相加，得到该目标运行组件的已使用寿命值，其中RnT′n为所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行圈数。
为了快速计算出已使用寿命值，可以使用第二公式计算目标运行组件的已使用寿命值，即将目标运行组件在运行过程中对应的最大转速和最小转速的平均值与运行总时长的乘积，作为该目标运行组件的已使用寿命值。
需要说明的是，由于轴承、齿轮的转动是由主轴的转动带动的，因此，在目标运行组件是输入电机轴承、齿轮箱内的轴承或齿轮箱内的齿轮时，目标运行组件对应的转速为其主轴的转速，在目标运行组件为齿轮箱内的转轴时，其对应的转速为该转轴本身的转速。
由于不同的运行组件，对其剩余寿命产生影响的影响因子不同，为了实现对不同运行组件的剩余寿命的预测，下面针对不同运行组件分别对其影响因子及寿命系数的确定进行说明。
1、目标运行组件为输入电机的轴承。
在本发明实施例中，由于轴承在作业过程中需要承受负载，所承受负载的负载功率越大，对轴承寿命的损耗越大，因此，可以将所承受负载的负载功率确定为输入电机的轴承的影响因子。由于轴承在转动过程中会摩擦生热，轴承的温度值若处在一个非正常范围内，则表明轴承可能会发生故障，因此，可以将温度确定为输入电机的轴承的影响因子。由于提升机构在作业过程中轴承会发生振动，若轴承发生故障，那么其振动会发生异常，因此，可以将与振动相关的振动时域和/或振动频率能量占比确定为轴承的影响因子。基于上述的分析，在所述目标运行组件为输入电机的轴承时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、温度、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种。
为了获取到每一个影响因子的寿命系数，首先需要获取各个影响因子的监测值，并根据预先构建的对应关系确定每一个影响因子的寿命系数，下面针对目标运行组件的各个影响因子分别说明。
1.1，影响因子为所承受负载的负载功率。
轴承在带动负载时，需要由输入电机进行驱动，可以将输入电机对应的负载功率确定为轴承所承受负载的负载功率。该负载功率可以由输入电机端的线电流计算得到，在本发明实施例中，可以利用下述第三公式计算所承受负载的负载功率的监测值，该第三公式为：
其中，P用于表征所述所承受负载的负载功率对应的监测值，U用于表征输入电机端线电压，I用于表征输入电机端线电流，用于表征输入电机运行功率因数，η用于表征输入电机运行效率。
在实际应用中，可以在输入电机端设置一个电流检测单元，用于检测输入电机端线电流，电流检测单元将检测到的输入电机端线电流发送给预先设置的监测值获取单元，由监测值获取单元将输入电机端线电流代入上述第三公式，利用上述第三公式计算所得的值确定为所承受负载的负载功率的监测值。
轴承所承受负载的负载功率在超出正常范围之后，负载功率越大，对轴承剩余寿命的影响越大，在本发明实施例中，轴承所承受负载的负载功率每增大一个范围，可以将寿命系数降低一个数值，该监测值范围以及寿命系数的确定可以通过经验值确定。举例来说，可以针对输入电机的轴承构建影响因子、监测值范围、寿命系数的对应关系如表1所示。
表1：
基于上述表1，在针对输入电机的轴承进行剩余寿命的预测时，针对影响因子为所承受负载的负载功率，在确定其监测值之后，确定落入表1中的哪个监测值范围，将与落入的监测值范围对应的寿命系数，确定为该影响因子的寿命系数。其中，在落入(0,A1]时，寿命系数对应1，表明所承受负载的负载功率处于正常的范围内，不会对输入电机的轴承的剩余寿命造成影响，若监测值落入(A1,A2]范围内，寿命系数为0.9，表明所承受负载的负载功率增大，会对输入电机的轴承的剩余寿命造成影响。
1.2，影响因子为温度。
在实际应用中，可以在输入电机的轴承处设置一个温度传感器，用于检测输入电机的轴承的温度值，将检测到的温度值发送给预先设置的监测值获取单元，监测值获取单元将接收到的该温度值确定为温度的监测值。
为了获取温度所对应的寿命系数，可以根据预先构建的对应关系(例如，表1)进行确定，在温度的监测值处于[B1,B2]范围内时，表明温度处于正常范围，对应的寿命系数为1，在温度的监测值大于B2时，对应的寿命系数为0.75。例如，B1为20度，B2为70度。
1.3，影响因子为振动时域。
输入电机的轴承在作业过程中会发生振动，轴承在正常情况下，其振动时域的监测值会处于一个正常范围内，若表明轴承正常，若处于异常范围内，表明轴承可能会发生故障或已经发生故障。对于振动时域的监测值可以利用下述第四公式进行计算；所述第四公式为：
其中，Vr,m,s用于表征所述振动时域对应的监测值，T用于表征采样时间，V(t)用于表征振动速度。
在实际应用中可以通过在输入电机的轴承处设置一个振动传感器，用于在采样时间内采集轴承的振动速度，将采集的信息发送给预先设置的监测值获取单元，由监测值获取单元代入上述第四公式计算出振动时域的监测值。
同理，可以根据表1获取该监测值对应的寿命系数。其中，在振动时域的监测值大于C3时，对应的寿命系数为“告警”，表明振动时域超限，此时可以直接向作业人员告警，告知作业人员输入电机的轴承故障，需要维修或者更换。
1.4，影响因子为振动频率能量占比。
在输入电机的轴承的振动时域处于正常范围内时，其振动频率能量占比也会处在一个正常范围内，若振动时域处于异常范围，甚至超过最高限值，那么振动频率能量占比也会处于异常范围，此时在高频处会有大量能量集中，为了计算振动频率能量占比，至少可以通过下述第五公式计算该振动频率能量占比的监测值，所述第五公式为：
其中，Percent用于表征所述振动频率能量占比对应的监测值，用于表征运行组件x(x为输入电机的轴承)的频谱所对应的一维向量，/>用于表征目标运行组件x的总能量频谱对应一维向量。
其中，Percent值越大，表明输入电机的轴承故障越高，对应的寿命系数越小，同理，可以根据表1确定出振动频率能量占比对应的寿命系数。其中，在振动频率能量占比的监测值大于D3时，对应的寿命系数为“告警”，表明振动频率超限，此时可以直接向作业人员告警，告知作业人员输入电机的轴承故障，需要维修或者更换。
2、目标运行组件为齿轮箱内的轴承。
基于上述对目标运行组件为输入电机的轴承时的描述，由于齿轮箱内的轴承与输入电机的轴承均为轴承，因此，对其剩余寿命产生的影响因子也相同，在所述目标运行组件为齿轮箱内的轴承时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、温度、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种。
同理，在获取齿轮箱内的轴承的各个影响因子(所承受负载的负载功率、温度、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种)的监测值及寿命系数时，与目标运行组件为输入电机的轴承时的确定过程相同，需要说明的是，针对齿轮箱内的轴承所构建的影响因子、监测值范围、寿命系数的对应关系，与目标运行组件为输入电机的轴承时的构建方法相同，但各个影响因子对应的监测值范围以及每一个监测值范围对应的寿命系数的值不一定相同。
3、目标运行组件为齿轮箱内的转轴。
转轴是一种穿在轴承中间、用于支撑轴承转动并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，在作业过程中，转轴不承受负载，因此，转轴的剩余寿命不受负载的影响，但温度和振动的异常，同样会对转轴的剩余寿命造成影响，因此，在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的转轴时，所述影响因子包括：温度、振动时域和振动频频率能量占比中的至少一种。
同理，在获取齿轮箱内的转轴的各个影响因子(温度、振动时域和振动频频率能量占比中的至少一种)的监测值及寿命系数时，与目标运行组件为输入电机的轴承时的确定过程相同，需要说明的是，针对齿轮箱内的转轴所构建的影响因子、监测值范围、寿命系数的对应关系，与目标运行组件为输入电机的轴承时的构建方法相同，但各个影响因子对应的监测值范围以及每一个监测值范围对应的寿命系数的值不一定相同。
4、目标运行组件为齿轮箱内的齿轮。
齿轮箱内的齿轮的剩余寿命同样会受到所承受负载的负载功率、振动的影响，可以将所承受负载的负载功率、振动时域和/或振动频率能量占比确定为齿轮的影响因子。另外，提升机构中设置有对齿轮进行润滑的润滑***，通过设置润滑***的进口油温和进口流量，以保证润滑后的齿轮能够正常作业，若在作业过程中，润滑***的进口油温升高和/或进口流量降低，表明齿轮可能发生了故障，因此，可以将润滑***所对应的进口油温和/或进口流量确定为齿轮的影响因子。进一步地，齿轮箱内部受环境影响的污染指数同样会对齿轮的剩余寿命造成影响，污染指数越高，对齿轮的剩余寿命造成的影响越大，因此，将齿轮箱内部受环境影响的污染指数确定为齿轮的影响因子。基于上述分析，在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的齿轮时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、振动时域、振动频率能量占比、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口油温、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口流量和所述齿轮箱内部受环境影响的污染指数中的至少一种。
同理，在获取齿轮箱内的齿轮的各个影响因子(所承受负载的负载功率、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种)的监测值及寿命系数时，与目标运行组件为输入电机的轴承时的确定过程相同，需要说明的是，针对齿轮箱内的齿轮所构建的影响因子、监测值范围、寿命系数的对应关系，与目标运行组件为输入电机的轴承时的构建方法相同，但各个影响因子对应的监测值范围以及每一个监测值范围对应的寿命系数的值不一定相同。
下面针对齿轮箱内的齿轮其影响因子为对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口油温、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口流量或所述齿轮箱内部受环境影响的污染指数时，分别对获取影响因子的监测值以及寿命系数的过程进行说明。
4.1，影响因子为对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口油温(以下描述为进口油温)。
在实际应用中，可以在润滑***的油液进口处，设置一个温度传感器，温度传感器将检测到的温度值发送给预先设置的监测值获取单元，由监测值获取单元将接收的该温度值确定为进口油温的监测值。
润滑***对齿轮进行润滑，其进口油温越高，对齿轮的剩余寿命影响越大，因此，在进口油温处于正常范围内时，寿命系数为1，进口油温升高，寿命系数降低，例如，进口油温每升高4℃，寿命系数降低0.1。在针对齿轮箱内的齿轮构建其影响因子(进口油温)、监测值范围、寿命系数的对应关系时，该监测值范围以及对应的寿命系数同样可以根据经验值来确定，例如，该对应关系构建如下表2所示。
表2：
4.2，对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口流量(以下描述为进口流量)。
在实际应用中，可以在润滑***的油液进口处，设置一个流量检测设备，流量检测设备将检测到的进口流量值发送给预先设置的监测值获取单元，由监测值获取单元将接收的该进口流量值确定为进口流量的监测值。
润滑***对齿轮进行润滑，其进口流量越低，对齿轮的剩余寿命影响越大，因此，在进口流量处于正常范围内时，寿命系数为1，进口流量降低，寿命系数降低，例如，进口流量每降低10％，寿命系数降低0.1。在针对齿轮箱内的齿轮构建其影响因子(进口流量)、监测值范围、寿命系数的对应关系时，该监测值范围以及对应的寿命系数同样可以根据经验值来确定，例如，该对应关系构建如下表3所示。
表3：
4.3，所述齿轮箱内部受环境影响的污染指数(以下描述为污染指数)。
齿轮箱上设置有密封圈，用来防止外部环境的粉尘对内部组件的污染，密封圈密封效果越好，外部环境内的粉尘含量越低，对污染指数越小，那么对齿轮箱内的齿轮的剩余寿命影响越小，反之，则对齿轮箱内的齿轮的剩余寿命影响越大。因此，可以构建污染指数与监测值范围、寿命系数的对应关系，其中，污染指数的监测范围可以根据作业人员现场查看确定，也可以构建一个密封圈型号、粉尘含量与污染指数的对应关系，根据密封圈型号、粉尘含量与污染指数的对应关系，确定出污染指数，并根据污染指数与监测值范围、寿命系数的对应关系确定污染指数所处的监测值范围，进而确定出寿命系数。例如，密封圈型号、粉尘含量与污染指数的对应关系可以参见表4，污染指数与监测值范围、寿命系数的对应关系可以参见表5。
表4：
表5：
以上描述了不同运行组件对应的影响因子、以及各个影响因子对应寿命系数的确定方式。
针对目标运行组件，可以利用上述得到的各寿命系数，对剩余寿命计算值进行修正，得到目标运行组件的剩余寿命预测值。在本发明实施例中，至少可以通过下述第六公式或第七公式计算所述目标运行组件的剩余寿命预测值；
所述第六公式为：
所述第七公式为：
其中，Lr用于表征所述目标运行组件的剩余寿命预测值，Lr-c用于表征所述剩余寿命计算值，Cm用于表征第m个影响因子对应的寿命系数。
在利用上述第六公式计算目标运行组件的剩余寿命预测值时，寿命系数小于1的各个影响因子会加剧对目标运行组件的剩余寿命的影响，得到的目标运行组件的剩余寿命预测值会给作业人员提前预警，以使作业人员更加关注目标运行组件的故障情况。
根据上述第六公式或第七公式，若各个寿命系数均为1，那么得到的目标运行组件的剩余寿命预测值与剩余寿命计算值相等，表明目标运行组件一直处于正常的作业过程中。而在至少一个寿命系数不为1时，那么得到得到的目标运行组件的剩余寿命预测值会与剩余寿命计算值不相等，利用本发明实施例对目标运行组件的剩余寿命进行预测，预测结果会更加准确，剩余寿命预测值相对于剩余寿命计算值会更接近目标运行组件的实际剩余寿命。
在本发明实施例中，对于运行组件在使用一段时间之后，为了保证运行组件的性能，可以每隔一个时间段，对运行组件进行一次润滑脂处理，而每次在对运行组件进行了润滑脂处理后，运行组件出现故障的几率会变小，因此，在所述得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值之后，可以进一步包括：在确认对所述目标运行组件进行了润滑脂处理后，增加所述剩余寿命预测值。
具体地，可以通过设置一个大于1的寿命系数的方式实现对剩余寿命预测值的增加，例如，寿命系数为1.1，每次对目标运行组件进行了润滑脂处理后，将剩余寿命预测值与1.1的乘积确定为目标运行组件的剩余寿命预测值。
以上实现了对目标运行组件的剩余寿命的预测。
为了提醒作业人员及时对可能出现故障或者已经出现故障的运行组件进行维修或者更换，可以针对剩余寿命预测值设置一个告警范围，在剩余寿命预测值处于告警范围内时，向作业人员进行告警。
在本发明实施例中，在目标运行组件为齿轮箱内的齿轮时，还可以对润滑***内的油液中杂质含量是否达标进行分析，若油液不达标，则可以直接向作业人员进行告警。
如图2所示，本发明实施例提供了提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置，包括：
一个剩余寿命计算值确定模块201，用于得到目标运行组件的剩余寿命计算值；
一个影响因子确定模块202，用于确定对所述目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；
一个寿命系数获取模块203，用于针对每一个所述影响因子，均执行：
获取当前影响因子的监测值；
根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定所述当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及
根据所述对应关系，得到与所述当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；
一个预测模块204，用于利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值。
可选地，在图2所示的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的基础上，如图3所示，所述剩余寿命计算值确定模块201，包括：
一个第一确定单元2011，用于确定所述目标运行组件在使用前对应的总寿命计算值；
一个获取单元2012，用于获取所述目标运行组件的运行数据；
一个第一计算单元2013，用于根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值；以及
一个第二确定单元2014，用于将确定的所述总寿命计算值与所述已使用寿命值的差值，确定为所述运行组件的所述剩余寿命计算值。
可选地，在图3所示的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的基础上，如图4所示，其中，所述运行数据包括所述目标运行组件在运行过程中对应的转速和运行时长；所述第一计算单元2013包括：一个计算子单元20131；
所述计算子单元20131，用于利用下述第一公式或第二公式计算所述目标运行组件的已使用寿命值；
所述第一公式为：
所述第二公式为：
其中，Lf用于表征所述目标运行组件的已使用寿命值，n用于表征所述运行数据中所述目标运行组件的运行次数，Rn用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的转速，Tn'用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行时长，Rmax用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最大转速，Rmin用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最小转速。
可选地，在所述目标运行组件为输入电机的轴承或者齿轮箱内的轴承时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、温度、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种；
在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的转轴时，所述影响因子包括：温度、振动时域和振动频频率能量占比中的至少一种；
在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的齿轮时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、振动时域、振动频率能量占比、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口油温、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口流量和所述齿轮箱内部受环境影响的污染指数中的至少一种。
可选地，在图2所示的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的基础上，如图5所示，其中，所述寿命系数获取模块203包括：一个监测值获取单元2031；
所述监测值获取单元2031，用于在所述当前影响因子为所承受负载的负载功率时，利用下述第三公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第三公式为：
其中，P用于表征所述所承受负载的负载功率对应的监测值，U用于表征输入电机端线电压，I用于表征输入电机端线电流，用于表征输入电机运行功率因数，η用于表征输入电机运行效率；
和/或，
所述监测值获取单元2031，用于在所述当前影响因子为振动时域时，利用下述第四公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第四公式为：
其中，Vr,m,s用于表征所述振动时域对应的监测值，T用于表征采样时间，V(t)用于表征振动速度；
和/或，
所述监测值获取单元2031，用于在所述当前影响因子为振动频率能量占比时，利用下述第五公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第五公式为：
/>
其中，Percent用于表征所述振动频率能量占比对应的监测值，用于表征运行组件x的频谱所对应的一维向量，/>用于表征目标运行组件x的总能量频谱对应一维向量。
可选地，在图2所示的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的基础上，如图6所示，所述预测模块204，包括：一个第二计算单元2041；
所述第二计算单元2041，用于利用下述第六公式或第七公式计算所述目标运行组件的剩余寿命预测值；
所述第六公式为：
所述第七公式为：
其中，Lr用于表征所述目标运行组件的剩余寿命预测值，Lr-c用于表征所述剩余寿命计算值，Cm用于表征第m个影响因子对应的寿命系数。
可选地，在图2所示的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置的基础上，如图7所示，该装置进一步包括：一个更新模块205；
所述更新模块205，用于在确认对所述目标运行组件进行了润滑脂处理后，增加所述剩余寿命预测值。
上述装置内的各模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
如图8所示，本发明实施例还提供了计算设备，包括：至少一个存储器801和至少一个处理器802；
所述至少一个存储器801，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器802，用于调用所述机器可读程序，执行上述实施例中任一实施例所述的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法。
本发明提供了计算机可读介质，存储用于使一计算机执行如本文所述的提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的***或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该***或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作***等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到***计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
需要说明的是，上述各流程和各***结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的***结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.提升机构中运行组件的剩余寿命的预测方法，包括：
得到目标运行组件的剩余寿命计算值；
确定对所述目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；
针对每一个所述影响因子，均执行：
获取当前影响因子的监测值；
根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定所述当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及
根据所述对应关系，得到与所述当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；
利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值，
其中，所述得到目标运行组件的剩余寿命计算值，包括：
确定所述目标运行组件在使用前对应的总寿命计算值；
获取所述目标运行组件的运行数据；
根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值；以及
将确定的所述总寿命计算值与所述已使用寿命值的差值，确定为所述运行组件的所述剩余寿命计算值，
其中，所述运行数据包括所述目标运行组件在运行过程中对应的转速和运行时长；
所述根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值，包括：利用下述第一公式或第二公式计算所述目标运行组件的已使用寿命值；
所述第一公式为：
所述第二公式为：
其中，Lf用于表征所述目标运行组件的已使用寿命值，n用于表征所述运行数据中所述目标运行组件的运行次数，Rn用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的转速，Tn'用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行时长，Rmax用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最大转速，Rmin用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最小转速。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
在所述目标运行组件为输入电机的轴承或者齿轮箱内的轴承时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、温度、振动时域和振动频率能量占比中的至少一种；
在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的转轴时，所述影响因子包括：温度、振动时域和振动频频率能量占比中的至少一种；
在所述目标运行组件为所述齿轮箱内的齿轮时，所述影响因子包括：所承受负载的负载功率、振动时域、振动频率能量占比、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口油温、对所述齿轮箱内的齿轮进行润滑处理的润滑***所对应的进口流量和所述齿轮箱内部受环境影响的污染指数中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述获取当前影响因子的监测值，包括：
在所述当前影响因子为所承受负载的负载功率时，利用下述第三公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第三公式为：
其中，P用于表征所述所承受负载的负载功率对应的监测值，U用于表征输入电机端线电压，I用于表征输入电机端线电流，用于表征输入电机运行功率因数，η用于表征输入电机运行效率；
和/或，
在所述当前影响因子为振动时域时，利用下述第四公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第四公式为：
其中，Vr,m,s用于表征所述振动时域对应的监测值，T用于表征采样时间，V(t)用于表征振动速度；
和/或，
在所述当前影响因子为振动频率能量占比时，利用下述第五公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第五公式为：
其中，Percent用于表征所述振动频率能量占比对应的监测值，用于表征运行组件x的频谱所对应的一维向量，/>用于表征目标运行组件x的总能量频谱对应一维向量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值，包括：
利用下述第六公式或第七公式计算所述目标运行组件的剩余寿命预测值；
所述第六公式为：
所述第七公式为：
其中，Lr用于表征所述目标运行组件的剩余寿命预测值，Lr-c用于表征所述剩余寿命计算值，Cm用于表征第m个影响因子对应的寿命系数。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其中，在所述得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值之后，进一步包括：
在确认对所述目标运行组件进行了润滑脂处理后，增加所述剩余寿命预测值。
6.提升机构中运行组件的剩余寿命的预测装置，包括：
一个剩余寿命计算值确定模块(201)，用于得到目标运行组件的剩余寿命计算值；
一个影响因子确定模块(202)，用于确定对所述目标运行组件的剩余寿命产生影响的至少一个影响因子；
一个寿命系数获取模块(203)，用于针对每一个所述影响因子，均执行：
获取当前影响因子的监测值；
根据预先构建的影响因子、监测值范围以及寿命系数的对应关系，确定所述当前影响因子的监测值所在的监测值范围；以及
根据所述对应关系，得到与所述当前影响因子及所确定的监测值范围对应的寿命系数；
一个预测模块(204)，用于利用所得到的各寿命系数，对所述剩余寿命计算值进行修正，得到所述目标运行组件的剩余寿命预测值，
其中，所述剩余寿命计算值确定模块(201)，包括：
一个第一确定单元(2011)，用于确定所述目标运行组件在使用前对应的总寿命计算值；
一个获取单元(2012)，用于获取所述目标运行组件的运行数据；
一个第一计算单元(2013)，用于根据所述运行数据，计算所述目标运行组件的已使用寿命值；以及
一个第二确定单元(2014)，用于将确定的所述总寿命计算值与所述已使用寿命值的差值，确定为所述运行组件的所述剩余寿命计算值，
其中，所述运行数据包括所述目标运行组件在运行过程中对应的转速和运行时长；
所述第一计算单元(2013)包括：一个计算子单元(20131)；
所述计算子单元(20131)，用于利用下述第一公式或第二公式计算所述目标运行组件的已使用寿命值；
所述第一公式为：
所述第二公式为：
其中，Lf用于表征所述目标运行组件的已使用寿命值，n用于表征所述运行数据中所述目标运行组件的运行次数，Rn用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的转速，Tn'用于表征所述目标运行组件在第n次运行时对应的运行时长，Rmax用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最大转速，Rmin用于表征所述运行数据中所述目标运行组件对应的最小转速。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述寿命系数获取模块(203)包括：一个监测值获取单元(2031)；
所述监测值获取单元(2031)，用于在所述当前影响因子为所承受负载的负载功率时，利用下述第三公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第三公式为：
其中，P用于表征所述所承受负载的负载功率对应的监测值，U用于表征输入电机端线电压，I用于表征输入电机端线电流，用于表征输入电机运行功率因数，η用于表征输入电机运行效率；
和/或，
所述监测值获取单元(2031)，用于在所述当前影响因子为振动时域时，利用下述第四公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第四公式为：
其中，Vr,m,s用于表征所述振动时域对应的监测值，T用于表征采样时间，V(t)用于表征振动速度；
和/或，
所述监测值获取单元(2031)，用于在所述当前影响因子为振动频率能量占比时，利用下述第五公式计算所述当前影响因子的监测值；
所述第五公式为：
其中，Percent用于表征所述振动频率能量占比对应的监测值，用于表征运行组件x的频谱所对应的一维向量，/>用于表征目标运行组件x的总能量频谱对应一维向量。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述预测模块(204)，包括：一个第二计算单元(2041)；
所述第二计算单元(2041)，用于利用下述第六公式或第七公式计算所述目标运行组件的剩余寿命预测值；
所述第六公式为：
所述第七公式为：
其中，Lr用于表征所述目标运行组件的剩余寿命预测值，Lr-c用于表征所述剩余寿命计算值，Cm用于表征第m个影响因子对应的寿命系数。
9.根据权利要求6-8中任一所述的装置，其中，进一步包括：一个更新模块(205)；
所述更新模块(205)，用于在确认对所述目标运行组件进行了润滑脂处理后，增加所述剩余寿命预测值。
10.计算设备，包括：至少一个存储器(801)和至少一个处理器(802)；
所述至少一个存储器(801)，用于存储机器可读程序；
所述至少一个处理器(802)，用于调用所述机器可读程序，执行权利要求1至5中任一所述的方法。
11.计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1至5中任一所述的方法。
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