一种釜用机械密封的生产工艺优化方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种釜用机械密封的生产工艺优化方法及系统。

背景技术

反应釜是石油化工、化纤、制药生产中的关键设备之一，它与泵和其他旋转机械相比，具有独特的使用条件和操作特点，反应釜的运行效率和可靠性很大程度上取决于密封的优劣，对密封的可靠性、寿命、泄漏量和经济性等方面要求也越来高，而在现有技术中在处理密封面时的管控不足，导致密封面精度低的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法及系统，用于针对解决现有技术中存在的在处理密封面时的管控不足，导致密封面精度低的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法及系统。

第一方面，本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法，所述方法包括：获取用于进行釜用机械密封的密封结构，并根据所述密封结构确定机械腔体密封面；通过对所有的机械腔体密封面进行表面检测，确定初始表面粗糙度；获取用于进行釜用机械密封的密封填料，对所述密封填料的流动性进行测试，得到基于表面粗糙度-流动速率的变化曲线，根据所述变化曲线，确定基于流动速率收敛时的第一表面粗糙度；以所述初始表面粗糙度和所述第一表面粗糙度，确定所述机械腔体密封面的预设处理精度；与用于进行密封面加工的机械设备通信连接，以所述预设处理精度为目标对所有的所述机械腔体密封面进行等效处理，采集所述机械设备的实时控制数据集，对所述实时控制数据集进行稳态分析，得到机械控制稳态指标；以所述机械控制稳态指标，生成稳态优化参数，用于对所述机械设备进行稳态补偿。

第二方面，本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化系统，所述系统包括：密封模块，所述密封模块用于获取用于进行釜用机械密封的密封结构，并根据所述密封结构确定机械腔体密封面；表面检测模块，所述表面检测模块用于通过对所有的机械腔体密封面进行表面检测，确定初始表面粗糙度；测试模块，所述测试模块用于获取用于进行釜用机械密封的密封填料，对所述密封填料的流动性进行测试，得到基于表面粗糙度-流动速率的变化曲线，根据所述变化曲线，确定基于流动速率收敛时的第一表面粗糙度；精度确定模块，所述精度确定模块用于以所述初始表面粗糙度和所述第一表面粗糙度，确定所述机械腔体密封面的预设处理精度；等效处理模块，所述等效处理模块用于与用于进行密封面加工的机械设备通信连接，以所述预设处理精度为目标对所有的所述机械腔体密封面进行等效处理，采集所述机械设备的实时控制数据集，对所述实时控制数据集进行稳态分析，得到机械控制稳态指标；稳态补偿模块，所述稳态补偿模块用于以所述机械控制稳态指标，生成稳态优化参数，用于对所述机械设备进行稳态补偿。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的一种釜用机械密封的生产工艺优化方法及系统，涉及数据处理技术领域，解决了现有技术中在处理密封面时的管控不足，导致密封面精度低的技术问题，实现对密封面进行合理化精准管控，在保证密封面质量的同时提高密封面精度。

附图说明

图1为本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法流程示意图；

图2为本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法中确定第一表面粗糙度流程示意图；

图3为本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法中生成第一反馈提醒信息流程示意图；

图4为本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法中生成稳态优化参数流程示意图；

图5为本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化系统结构示意图。

附图标记说明：密封模块1，表面检测模块2，测试模块3，精度确定模块4，等效处理模块5，稳态补偿模块6。

具体实施方式

本申请通过提供一种釜用机械密封的生产工艺优化方法及系统，用于解决现有技术中在处理密封面时的管控不足，导致密封面精度低的技术问题。

实施例一

如图1所示，本申请实施例提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化方法，该方法包括：

步骤S100：获取用于进行釜用机械密封的密封结构，并根据所述密封结构确定机械腔体密封面；

具体而言，本申请实施例提供的一种釜用机械密封的生产工艺优化方法应用于一种釜用机械密封的生产工艺优化系统，为保证后期对釜用机械密封生产工艺进行优化，因此首先需要对用于进行釜用机械密封的密封结构进行获取，其釜用机械密封结构可以包含机械密封端面、密封环、弹簧等，进一步的，基于密封结构对每个密封面进行连接处理，从而对釜用机械密封内机械腔体密封面进行确定，且每个机械腔体密封面的表面粗糙度一致，为后期实现对釜用机械密封的生产工艺进行优化作为重要参考依据。

步骤S200：通过对所有的机械腔体密封面进行表面检测，确定初始表面粗糙度；

具体而言，为确保后期釜用机械密封粗糙度的一致性，因此需要对釜用机械密封中密封结构内的所有机械腔体密封面以此进行表面粗糙度的检测，其表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，表面粗糙度属于微观几何形状误差，越小则表面越光滑，是由釜用机械密封的生产工艺方法、在生产工艺中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等因素所形成的，在此基础上对机械腔体密封面的初始表面粗糙度进行确定，进而为实现对釜用机械密封的生产工艺进行优化作保障。

步骤S300：获取用于进行釜用机械密封的密封填料，对所述密封填料的流动性进行测试，得到基于表面粗糙度-流动速率的变化曲线，根据所述变化曲线，确定基于流动速率收敛时的第一表面粗糙度；

进一步而言，如图2所示，本申请步骤S300还包括：

步骤S310：获取所述密封填料的硬化时间，其中，所述硬化时间为所述密封填料从塑性状态过渡到硬固状态，并达到预设强度所需的时间；

步骤S320：基于所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线中的具体流动速率数据对应计算填料于所述密封结构传导完成时的传导时间，建立流动速率-传导时间的变化曲线；

步骤S330：根据所述硬化时间对所述流动速率-传导时间的变化曲线进行寻优，输出第一流动速率；

步骤S340：以所述第一流动速率对所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线进行识别，确定所述第一表面粗糙度。

进一步而言，本申请步骤S330包括：

步骤S331：以使所述硬化时间和所述传导时间相似性趋于0为目标进行寻优，输出寻优区间，其中，所述寻优区间为流动速率区间；

步骤S332：获取所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线的收敛节点，其中，所述收敛节点为流动速率变化趋于平滑时的初始节点；

步骤S333：据所述流动速率区间在所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线上进行定位，基于所述收敛节点对所述流动速率区间进行收敛寻优，输出所述第一流动速率；

步骤S334：其中，所述第一流动速率是通过选取所述流动速率区间中第一个大于所述收敛节点对应流动速率的流动速率。

具体而言，为使得更精准的获取机械腔体密封面粗糙度，首先对用于釜用机械密封中的密封填料进行获取，其密封填料是指在填料进入时其表面粗糙影响降到最低，则需要考虑填料的流动特性，从而对平面的预设精度进行确定，进一步的，对密封填料进行流动性进行测试，将单位区域中机械腔体密封面的表面粗糙度作为横坐标轴，将单位时间内密封填料的流动速度作为纵坐标轴，并将横坐标轴的初始点位与纵坐标轴的初始点位进行连接作为初始原点，获取基于表面粗糙度-流动速率的坐标系，在此基础上，根据单位区域中机械腔体密封面的表面粗糙度以及单位时间内密封填料的流动速度得到基于表面粗糙度-流动速率的变化曲线，是指对密封填料的硬化时间进行记录获取，其中，硬化时间为密封填料从塑性状态过渡到硬固状态，同时当处于硬固状态后达到预设强度所需的时间，其密封填料的预设强度是指被破坏时的应力，进一步的，以表面粗糙度-流动速率的变化曲线中的具体流动速率数据作为基础数据，计算密封填料在密封结构中传导完成时的传导时间，由于密封填料在密封结构中进行传导时存在重力影响，因此必须满足密封填料的硬化时间接近于密封填料的传导时间，否则，若密封填料已经传导完成后由于未达到硬化时间导致密封填料未凝固的状态时，此时容易造成密封结构中上层的密封填料少，从而影响密封效果，再以单位时间内密封填料的流动速度作为横坐标轴，以单位时间内密封填料在密封结构中的传导速度作为纵坐标，将横坐标轴的初始点位与纵坐标轴的初始点位进行连接作为初始原点，获取基于流动速率-传导时间的坐标系，在此基础上，根据单位时间内密封填料的流动速度以及单位时间内密封填料在密封结构中的传导速度建立流动速率-传导时间的变化曲线。

进一步的，以硬化时间作为寻优条件对流动速率-传导时间的变化曲线进行寻优，是指以使硬化时间和传导时间的相似性趋于0作为目标进行寻优，硬化时间和传导时间的相似性是指硬化时间和传导时间之间的时间长度一致性的评价，硬化时间和传导时间的相似性越趋于0，则硬化时间的时间长度与传导时间的时间长度越一致，从而根据硬化时间和传导时间的相似性确定流动速率-传导时间的变化曲线的寻优区间，其中，寻优区间是指密封填料流动速率区间，通过表面粗糙度-流动速率的变化曲线中的波动程度以及变化趋势，当在表面粗糙度-流动速率的变化曲线中存在一段曲线路径不会出现突变的角落、折痕或者拐角处时，则视为流动速率变化趋于平滑，将此时的初始节点作为表面粗糙度-流动速率的变化曲线的收敛节点进行获取，以流动速率区间作为目标在表面粗糙度-流动速率的变化曲线上进行区间定位，同时以收敛节点作为收敛基础数据对流动速率区间进行收敛寻优，是指从收敛节点作为初始条件出发，经过一系列迭代之后，最终收敛到的最优解作为第一流动速率进行输出，其中，第一流动速率是通过选取流动速率区间中第一个大于收敛节点对应流动速率的流动速率，最终以第一流动速率作为目标数据，输入至表面粗糙度-流动速率的变化曲线中，寻找在表面粗糙度-流动速率的变化曲线中与第一流动速率对应的表面粗糙度数据进行识别提取，并将所提取的表面粗糙度记作第一表面粗糙度，为后续实现对釜用机械密封的生产工艺进行优化夯实基础。

步骤S400：以所述初始表面粗糙度和所述第一表面粗糙度，确定所述机械腔体密封面的预设处理精度；

具体而言，将通过对所有的机械腔体密封面进行表面检测所确定初始表面粗糙度，以及根据变化曲线所确定的第一表面粗糙度作为参考数据，对机械腔体密封面的预设处理精度进行确定，是指通过不同密封面的材料与初始表面粗糙度、第一表面粗糙度进行粗糙度匹配比较，当机械密封的密封面为硬质材料时，则此时密封面的粗糙度为不大于0.2μm，其硬质材料可以是铜合金、铬不锈钢、司太立合金等，当机械密封的密封面为软质材料时，则此时密封面的粗糙度为不大于0.4μm，其软质材料可以是橡胶、塑料等，在此基础上对机械腔体密封面的预设处理精度进行确定，其预设处理精度是用于后期对机械腔体密封面进行工艺优化的处理数据，实现对釜用机械密封的生产工艺进行优化有着限定的作用。

步骤S500：与用于进行密封面加工的机械设备通信连接，以所述预设处理精度为目标对所有的所述机械腔体密封面进行等效处理，采集所述机械设备的实时控制数据集，对所述实时控制数据集进行稳态分析，得到机械控制稳态指标；

进一步而言，如图3所示，本申请步骤S500还包括：

步骤S510：对所有的所述机械腔体密封面进行等效处理后采集各个密封面与其他密封面的表面相似性；

步骤S520：当所述表面相似性未满足预设表面相似性，根据相似性差值得到密封影响性，当所述密封影响性大于预设密封影响性，生成第一反馈提醒信息。

具体而言，为了更好的对机械腔体密封面进行优化，需要首先通过将系统与用于进行密封面加工的机械设备进行通信连接，同时以预设处理精度作为目标对所有的机械腔体密封面进行等效处理，对机械腔体密封面的等效处理是指把机械腔体密封面中复杂的物理现象、物理过程在预设处理精度下转化为简单的物理现象、物理过程来进行研究和处理，进一步的，对所有的机械腔体密封面进行等效处理后采集各个密封面与其他密封面的表面相似性，是指判断在机械腔体密封面中任选一个密封面，将其与机械腔体密封面中其他的密封面的表面相似性进行比较，当表面相似性未满足预设表面相似性，其中预设表面相似性由相关技术人员根据机械腔体密封面中各个密封面之间的相似性数据进行预设，则根据在机械腔体密封面中任选一个密封面，将其与机械腔体密封面中其他的密封面的表面相似性进行比较所获的相似性进行作差，获取相似性差值以及密封面的密封影响性，其差值越小，则密封影响性越小，且对密封影响性与预设密封影响性进行判断，其中预设密封影响性由相关技术人员根据机械腔体密封面中各个密封面之间的相似性差值数据进行预设，当密封影响性大于预设密封影响性时，生成第一反馈提醒信息，对此时机械腔体密封面的密封性进行反馈告警。

进一步的，对机械设备的实时控制数据集进行采集，是指在机械设备运行的过程中，提取机械设备内的机械腔体密封面的变化控制数据，同时将其记作实时控制数据集，并对实时控制数据集进行稳态分析，是指对机械设备在控制打磨、机械加工时的数据稳定性，以维持机械在每个密封面的稳定工作状态，由此对机械设备的机械控制稳态指标进行确定，以便为后期对釜用机械密封的生产工艺进行优化时作为参照数据。

步骤S600：以所述机械控制稳态指标，生成稳态优化参数，用于对所述机械设备进行稳态补偿。

进一步而言，如图4所示，本申请步骤S600还包括：

步骤S610：引入损失优化模型，其中，所述损失优化模型包括所述机械设备的实时控制数据集和预控数据集之间的控制损失数据，对所述机械控制稳态指标进行波动损失分析所确定的波动损失数据，以及在以所述稳态优化参数进行实时控制时产生的稳态误差数据；

步骤S620：根据所述损失优化模型进行损失收敛计算，生成所述稳态优化参数。

具体而言，以上述所确定的机械控制稳态指标作为标准数据，对釜用机械密封的生产工艺中的稳态优化参数进行生成，首先引入损失优化模型，其中，损失优化模型包括机械设备的实时控制数据集和预控数据集之间的控制损失数据，对机械控制稳态指标进行波动损失分析所确定的波动损失数据，以及在以稳态优化参数进行实时控制时产生的稳态误差数据；

其损失优化模型的表达式如下：

其中，

通过在机械控制稳态指标中随机选取一个控制稳态指标作为第i个控制指标，且将在第i个控制指标下机械设备的实时控制数据集

进一步而言，本申请步骤S700还包括：

步骤S710：获取用于进行密封面加工的工艺流程；

步骤S720：根据所述工艺流程信息中的设备，确定进行密封面加工的多个机械设备；

步骤S730：与所述多个机械设备通信连接，并采集所述多个机械设备的多组实时控制数据集，对所述实时控制数据集进行稳态分析，得到标识所述多个机械设备控制稳定性的多个控制稳态指标；

步骤S740：以所述多个控制稳态指标作为稳态补偿的识别条件，以最小化波动差为目标，输出多个稳态优化参数。

具体而言，为保证对釜用机械密封生产工艺的优化效率，因此对密封面加工的工艺流程进行提取，其工艺流程可以包含成型工艺、加工工艺、检验工艺、包装工艺等，进一步的，根据工艺流程信息中不同工艺下所包含的设备，对在进行密封面加工过程中的的多个机械设备进行确定，同时将系统与多个机械设备进行通信连接，并采集多个机械设备在进行工艺流程下的的多组实时控制数据，将多组实时控制数据进行汇总后记作多组实时控制数据集，对实时控制数据集进行稳态分析，是指多组实时控制数据能够保持在稳定的范围内，使釜用机械密封生产的运行达到一种平衡状态，根据分定性分析所获的多个机械设备控制稳定性的基础上对达到稳定时的控制指标进行标识，确定标识后的多个控制稳态指标，最终以多个控制稳态指标作为稳态补偿的识别条件，以最小化波动差为目标，最小化波动差是将波动上限值与波动下限值进行作差所获的数据，当最小化波动差越小，则越稳定，由此对多个稳态优化参数进行输出，以此保证后期更好的对釜用机械密封的生产工艺进行优化。

综上所述，本申请实施例提供的一种釜用机械密封的生产工艺优化方法，至少包括如下技术效果，实现对密封面进行合理化精准管控，在保证密封面质量的同时提高密封面精度。

实施例二

基于与前述实施例中一种釜用机械密封的生产工艺优化方法相同的发明构思，如图5所示，本申请提供了一种釜用机械密封的生产工艺优化系统，系统包括：

密封模块1，所述密封模块1用于获取用于进行釜用机械密封的密封结构，并根据所述密封结构确定机械腔体密封面；

表面检测模块2，所述表面检测模块2用于通过对所有的机械腔体密封面进行表面检测，确定初始表面粗糙度；

测试模块3，所述测试模块3用于获取用于进行釜用机械密封的密封填料，对所述密封填料的流动性进行测试，得到基于表面粗糙度-流动速率的变化曲线，根据所述变化曲线，确定基于流动速率收敛时的第一表面粗糙度；

精度确定模块4，所述精度确定模块4用于以所述初始表面粗糙度和所述第一表面粗糙度，确定所述机械腔体密封面的预设处理精度；

等效处理模块5，所述等效处理模块5用于与用于进行密封面加工的机械设备通信连接，以所述预设处理精度为目标对所有的所述机械腔体密封面进行等效处理，采集所述机械设备的实时控制数据集，对所述实时控制数据集进行稳态分析，得到机械控制稳态指标；

稳态补偿模块6，所述稳态补偿模块6用于以所述机械控制稳态指标，生成稳态优化参数，用于对所述机械设备进行稳态补偿。

进一步而言，系统还包括：

流程获取模块，所述流程获取模块用于获取用于进行密封面加工的工艺流程；

设备确定模块，所述设备确定模块用于根据所述工艺流程信息中的设备，确定进行密封面加工的多个机械设备；

稳态分析模块，所述稳态分析模块用于与所述多个机械设备通信连接，并采集所述多个机械设备的多组实时控制数据集，对所述实时控制数据集进行稳态分析，得到标识所述多个机械设备控制稳定性的多个控制稳态指标；

参数输出模块，所述参数输出模块用于以所述多个控制稳态指标作为稳态补偿的识别条件，以最小化波动差为目标，输出多个稳态优化参数。

进一步而言，系统还包括：

时间获取模块，所述时间获取模块用于获取所述密封填料的硬化时间，其中，所述硬化时间为所述密封填料从塑性状态过渡到硬固状态，并达到预设强度所需的时间；

曲线获取模块，所述曲线获取模块用于基于所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线中的具体流动速率数据对应计算填料于所述密封结构传导完成时的传导时间，建立流动速率-传导时间的变化曲线；

曲线寻优模块，所述曲线寻优模块用于根据所述硬化时间对所述流动速率-传导时间的变化曲线进行寻优，输出第一流动速率；

识别模块，所述识别模块用于以所述第一流动速率对所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线进行识别，确定所述第一表面粗糙度。

进一步而言，系统还包括：

寻优区间模块，所述寻优区间模块用于以使所述硬化时间和所述传导时间相似性趋于0为目标进行寻优，输出寻优区间，其中，所述寻优区间为流动速率区间；

节点获取模块，所述节点获取模块用于获取所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线的收敛节点，其中，所述收敛节点为流动速率变化趋于平滑时的初始节点；

收敛寻优模块，所述收敛寻优模块用于根据所述流动速率区间在所述表面粗糙度-流动速率的变化曲线上进行定位，基于所述收敛节点对所述流动速率区间进行收敛寻优，输出所述第一流动速率；

判断模块，所述判断模块用于所述第一流动速率是通过选取所述流动速率区间中第一个大于所述收敛节点对应流动速率的流动速率。

进一步而言，系统还包括：

波动损失分析模块，所述波动损失分析模块用于引入损失优化模型，其中，所述损失优化模型包括所述机械设备的实时控制数据集和预控数据集之间的控制损失数据，对所述机械控制稳态指标进行波动损失分析所确定的波动损失数据，以及在以所述稳态优化参数进行实时控制时产生的稳态误差数据；

损失收敛计算模块，所述损失收敛计算模块用于根据所述损失优化模型进行损失收敛计算，生成所述稳态优化参数。

进一步而言，系统还包括：

表面相似性模块，所述表面相似性模块用于对所有的所述机械腔体密封面进行等效处理后采集各个密封面与其他密封面的表面相似性；

判断模块，所述判断模块用于当所述表面相似性未满足预设表面相似性，根据相似性差值得到密封影响性，当所述密封影响性大于预设密封影响性，生成第一反馈提醒信息。

本说明书通过前述对一种釜用机械密封的生产工艺优化方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种釜用机械密封的生产工艺优化系统，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。