一种盾构部件磨损与修复数据处理方法及系统与流程

本技术涉及盾构机，尤其涉及一种盾构部件磨损与修复数据处理方法及系统。

背景技术：

1、在地下工程建设中，盾构机作为重型设备，其核心部件如刀盘、刀具和螺旋输送系统在复杂地质环境中持续作业时，面临严重的磨损问题。准确预估部件磨损并及时制定修复方案，对于保障工程进度和设备安全至关重要。目前，许多维护决策仍依赖于现场人员的经验判断，这不仅可能导致维护滞后，还使得修复时机和材料消耗难以精确控制，从而影响设备的整体使用寿命和施工效率。

2、现有技术中，盾构机的磨损评估方法通常将刀盘系统和螺旋输送系统作为相对独立的模块进行处理。当盾构机掘进遭遇前期未充分探明的硬岩层时，这些被刀盘切削的坚硬岩石碎块进入螺旋输送机，现有的对螺旋输送机的磨损分析方法无法将这种变化与上游刀盘正在遭遇硬岩层这一根本原因直接关联起来。系统只是孤立地判断螺旋输送机处于“高负载磨损”状态，其推荐的修复策略仍是传统的堆焊耐磨层，未能意识到磨损性质已发生根本改变。这种未能建立刀盘工况与螺旋输送机磨损之间内在联系的问题，导致对螺旋输送机损伤的严重误判，使得一次本可以计划性更强的维修，演变成代价高昂的紧急抢修，因此，现有的盾构部件磨损与修复数据处理的准确性较低。

技术实现思路

1、本技术提供一种盾构部件磨损与修复数据处理方法及系统，能够提升盾构部件磨损与修复数据处理的准确性。

2、为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术公开了一种盾构部件磨损与修复数据处理方法，该方法包括：获取盾构机的刀盘的刀盘运行数据和盾构机的螺旋输送机的输送运行数据；根据刀盘运行数据和输送运行数据检测螺旋输送机是否处于硬岩运输状态；在检测到螺旋输送机处于硬岩运输状态的情况下，根据输送运行数据确定螺旋输送机的目标磨损修正系数；根据螺旋输送机上次维修后螺旋输送机处于硬岩运输状态的次数、螺旋输送机每次处于硬岩运输状态下对应的螺旋输送机的目标磨损修正系数确定螺旋输送机的目标健康指数；在目标健康指数小于预设阈值的情况下，根据目标健康指数确定螺旋输送机的目标修复策略。

4、进一步地，根据刀盘运行数据和输送运行数据检测螺旋输送机是否处于硬岩运输状态，包括：根据刀盘运行数据检测刀盘是否处于硬岩切削状态；在检测到刀盘处于硬岩切削状态的情况下，根据输送运行数据检测螺旋输送机是否处于硬岩运输状态。

5、更加具体的，在一些实施方案中，刀盘运行数据包括刀盘的驱动扭矩、刀盘的滚刀的振动数据和滚刀的温度，根据刀盘运行数据检测刀盘是否处于硬岩切削状态，包括：判断驱动扭矩是否处于第一预设范围、振动数据是否处于第二预设范围以及温度是否处于第三预设范围；若均是，确定检测到刀盘处于硬岩切削状态。

6、在上述基础上，本技术进一步提出了，输送运行数据包括螺旋输送机的驱动电流、设置螺旋输送机的外壳上的声音采集设备采集的声音的频率和声音的强度，在检测到刀盘处于硬岩切削状态的情况下，根据输送运行数据检测螺旋输送机是否处于硬岩运输状态，包括：判断在第一时刻之后的预设时长内，驱动电流的电流变化率是否大于第一阈值、频率是否处于第四预设范围、强度是否大于第二阈值，第一时刻为检测到刀盘处于硬岩切削状态的时刻；若均是，确定检测到螺旋输送机处于硬岩运输状态。

7、优选地，在检测到螺旋输送机处于硬岩运输状态的情况下，根据输送运行数据确定螺旋输送机的目标磨损修正系数，包括：确定第一时长；第一时长为第一时刻与第二时刻之间的时长，第二时刻为检测到螺旋输送机处于硬岩运输状态的时刻；根据第一时长和第二时刻的电流变化率确定螺旋输送机的目标磨损修正系数。

8、作为技术改进，根据第一时长和第二时刻的电流变化率确定螺旋输送机的目标磨损修正系数，包括：获取第一对应关系；第一对应关系包括多个第一信息与多个磨损修正系数之间的一一对应关系，第一信息包括时长范围和电流变化率范围，磨损修正系数与对应的时长范围中的最小值负相关，磨损修正系数与对应的电流变化率范围中的最小值正相关；将第一对应关系中第一时长和第二时刻的电流变化率所处的第一信息对应的磨损修正系数作为目标磨损修正系数。

9、在上述基础上，本技术还提出了，根据螺旋输送机上次维修后螺旋输送机处于硬岩运输状态的次数、螺旋输送机每次处于硬岩运输状态下对应的螺旋输送机的目标磨损修正系数确定螺旋输送机的目标健康指数，包括：将第一差值与第一权重的乘积作为第一子目标健康指数；第一差值为1与次数与预设最大次数的比值之间的差值；将第二差值与第二权重的乘积作为第二子目标健康指数；第二差值为1与多个目标磨损修正系数的平均值之间的差值；根据第一子目标健康指数和第二子目标健康指数确定目标健康指数。

10、更进一步地，根据第一子目标健康指数和第二子目标健康指数确定目标健康指数，包括：获取螺旋输送机的抗磨损指数；将抗磨损指数与第三权重的乘积作为第三子目标健康指数；第一权重、第二权重与第三权重的和为1；将第一子目标健康指数、第二子目标健康指数与第三子目标健康指数的和作为目标健康指数。

11、为了完善方案，在目标健康指数小于预设阈值的情况下，根据目标健康指数确定螺旋输送机的目标修复策略，包括：获取第二对应关系；第二对应关系包括多个目标健康指数与多个修复策略之间的一一对应关系，修复策略用于对螺旋输送机进行修复，修复策略对应的修复力度与对应的目标健康指数负相关；将第二对应关系中目标健康指数对应的修复策略作为目标修复策略。

12、第二方面，本技术还公开了一种盾构部件磨损与修复数据处理系统，该系统包括：获取装置和处理装置；获取装置，用于获取盾构机的刀盘的刀盘运行数据和盾构机的螺旋输送机的输送运行数据；处理装置，用于根据刀盘运行数据和输送运行数据检测螺旋输送机是否处于硬岩运输状态；处理装置，用于在检测到螺旋输送机处于硬岩运输状态的情况下，根据输送运行数据确定螺旋输送机的目标磨损修正系数；处理装置，用于根据螺旋输送机上次维修后螺旋输送机处于硬岩运输状态的次数、螺旋输送机每次处于硬岩运输状态下对应的螺旋输送机的目标磨损修正系数确定螺旋输送机的目标健康指数；处理装置，用于在目标健康指数小于预设阈值的情况下，根据目标健康指数确定螺旋输送机的目标修复策略。

13、有益效果：本技术公开的盾构部件磨损与修复数据处理方法，通过获取盾构机的刀盘运行数据和螺旋输送机的输送运行数据，并根据这些数据智能检测螺旋输送机是否处于硬岩运输状态。在确认处于硬岩运输状态后，该方法能够根据输送运行数据动态确定螺旋输送机的目标磨损修正系数。进一步地，结合螺旋输送机上次维修后处于硬岩运输状态的次数和每次对应的目标磨损修正系数，精确计算出螺旋输送机的目标健康指数。当目标健康指数低于预设阈值时，系统将根据该健康指数确定并推荐相应的目标修复策略。

14、该方法有效解决了现有技术中盾构机磨损评估方法对刀盘和螺旋输送机磨损判断失准，以及未能建立刀盘工况与螺旋输送机磨损之间内在联系的问题。通过将刀盘和螺旋输送机的运行数据进行关联分析，本技术能够更准确地识别硬岩工况对螺旋输送机磨损的影响，避免了传统方法中孤立判断导致的误判。这种综合性的评估方式，使得磨损修正系数的确定更加精准，健康指数的评估更加全面，从而能够提供更具针对性和前瞻性的修复策略。与现有技术相比，本技术能够显著提升盾构部件维护的精准性和及时性，有效避免了因磨损误判而导致的紧急抢修和高昂维修成本，延长了设备使用寿命，提高了施工效率和安全性，提升盾构部件磨损与修复数据处理的准确性。