一种齿轮故障诊断系统及齿轮故障诊断方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106769025A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201710123800.6(22)申请日2017.03.03(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号大院(72)发明人刘延伟朱云学赵克刚梁志豪(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人罗满(51)Int.Cl.G01M13/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种齿轮故障诊断系统及齿轮故障诊断方法(57)摘要本发明公开一种齿轮故障诊断系统，第一转速检测器设置于齿轮箱输入轴，第二转速检测器设置于齿轮箱输出轴，数据采集卡采集存储转速信号，转速信号通过数据采集卡传递给数据处理器，数据处理器根据转速信号分别计算输入轴转角和输出轴转角，并通过输入轴转角和输出轴转角计算得到动态传递误差；数据分析器得到数据处理器的动态传递误差，对动态传递误差进行时域和频域分析，从而得到故障信息。相对于传统的振动测量方式，其结果更为直接，直接反映输入轴与输出轴的工作状态，测量分析结果更为准确。本发明还公开一种齿轮故障诊断方法，该方法以输入轴转角与输出轴转角为依据，计算得到动态传递误差，减少中间传递过程形成的干扰。CN106769025ACN106769025A权利要求书1/2页1.一种齿轮故障诊断系统，其特征在于，包括：信号采集模块，包括设置于齿轮箱输入轴上的第一转速检测器、设置于齿轮箱输出轴上的第二转速检测器、用于采集和存储所述第一转速检测器和所述第二转速检测器转速信号的数据采集卡；数据处理器，信号连接所述数据采集卡，根据所述转速信号分别计算输入轴转角和输出轴转角，并计算得到动态传递误差；数据分析器，信号连接所述数据处理器，对所述动态传递误差进行时域和频域分析，得到故障信息。2.根据权利要求1所述的齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述第一转速检测器和所述第二转速检测器均为光电编码器；所述数据采集卡采集两个光电编码器的脉冲信号；所述光电编码器的中心线分别与输入轴和输出轴同轴设置。3.根据权利要求1所述的齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述第一转速检测器和所述第二转速检测器均为角加速度传感器，所述数据采集卡采集两个角加速度传感器的角加速度信号，并两次积分得到输入轴转角和输出轴转角。4.一种齿轮故障诊断方法，其特征在于，包括：分别计算输入轴转角与输出轴转角；根据所述输入轴转角与所述输出轴转角得到动态传递误差；将所述动态传递误差与标准信号作比对，获取齿轮的故障信息。5.根据权利要求4所述的齿轮故障诊断方法，其特征在于，根据输入轴和输出轴上分别同轴设置的光电编码器的脉冲信号计算所述输入轴转角与所述输出轴转角。6.根据权利要求5所述的齿轮故障诊断方法，其特征在于，通过数据处理器对脉冲信号进行降噪处理，再计算所述输入轴转角与所述输出轴转角。7.根据权利要求6所述的齿轮故障诊断方法，其特征在于，按以下步骤计算所述动态传递误差：设输入轴与输出轴分别旋转一周，则一个脉冲信号下输入轴转角为输出轴转角为计算时间段T内光电编码器对应的输入轴转角与输出轴转角：其中：N1为输入轴旋转一周对应的光电编码器脉冲信号数，N2为输出轴旋转一周对应的光电编码器脉冲信号数，θ1为输入轴转角，θ2为输出轴转角；计算动态传递误差：DTE＝i·θ1-θ2其中：DTE为动态传递误差，i为齿轮系统的传动比。8.根据权利要求7所述的齿轮故障诊断方法，其特征在于，所述动态传递误差与标准信号作比对具体为，对动态传递误差信号进行时域和频域分析。9.根据权利要求4所述的齿轮故障诊断方法，其特征在于，根据输入轴和输出轴上分别2CN106769025A权利要求书2/2页设置的角加速度传感器测量得到角加速度，并经过两次积分运算得到输入轴转角与输出轴转角。3CN106769025A说明书1/5页一种齿轮故障诊断系统及齿轮故障诊断方法技术领域[0001]本发明涉及机械故障诊断技术领域，更进一步地涉及一种齿轮故障诊断系统。此外，本发明还涉及一种齿轮故障诊断方法。背景技术[0002]齿轮上各类机械系统中使用最为广泛的动力和运动传动部件，是旋转机械系统振动与噪声的主要来源之一。齿轮长期工作在高速、高负荷、高冲击的环境下，容易产生磨损、胶合、裂纹等故障，加剧机械系统的振动与噪音，可能进一步诱发断齿等严重故障。因此精确地进行齿轮故障诊断具有重要意义。[0003]齿轮故障诊断是以信号分析为基础的，受到传递过程与噪声的影响，一般情况下直接观察信号很难得到全面的故障特征，除此之外，信号特征并非直接描述故障的直接物理量，与故障本身存在复杂的映射关系，需要经过一系列的分析过程和识别方法才能得到故障的类型与程度。