一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统.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CN106124197A(43)申请公布日2016.11.16(21)申请号201610421538.9(22)申请日2016.06.14(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人郭瑜王志乐伍星高贯斌伞红军谢金葵(51)Int.Cl.G01M13/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统(57)摘要本发明涉及一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统，属于故障诊断技术与信号处理分析技术领域。本发明首先通过加速度传感器和电涡流传感器分别对故障行星齿轮箱进行原始振动信号及键相脉冲信号的多通道同步采样；然后利用Tukey窗函数对原始振动信号进行加窗处理，获取加窗信号；对加窗信号进行希尔伯特变换，获取复包络加窗信号；最后利用阶比跟踪实现将复包络加窗信号转换为等角度间隔的角域信号，获取复包络角域加窗信号；对复包络角域加窗信号进行同步平均完成行星齿轮箱太阳轮局部故障振动信号的特征提取。本发明在加窗包络阶比谱中，直接观察太阳轮的转频及其低阶谐波分量周围存在由其局部故障引起的调制边带分量对应的阶比分量，能够对行星齿轮箱太阳轮局部故障进行诊断。CN106124197ACN106124197A权利要求书1/1页1.一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，其特征在于：包括：信号采集步骤，通过加速度传感器和电涡流传感器分别对故障行星齿轮箱进行原始振动信号及键相脉冲信号的多通道同步采样；信号处理步骤，利用Tukey窗函数对信号采集步骤获得的原始振动信号进行加窗处理，获取加窗信号；对加窗信号进行希尔伯特变换，获取复包络加窗信号；特征提取步骤，利用阶比跟踪实现将信号处理步骤获得的复包络加窗信号转换为等角度间隔的角域信号，获取复包络角域加窗信号；对复包络角域加窗信号进行同步平均完成行星齿轮箱太阳轮局部故障振动信号的特征提取。2.根据权利要求1所述的行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，其特征在于：所述信号采集步骤的具体步骤如下：将加速度传感器安装在行星齿轮箱的固定齿圈上，将电涡流传感器安装在太阳轮输入轴上，通过加速度传感器和电涡流传感器分别对故障行星齿轮箱进行原始振动信号及键相脉冲信号的多通道同步采样。3.根据权利要求1所述的行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，其特征在于：所述信号处理步骤的具体步骤如下：通过键相脉冲信号的触发时标对原始振动信号采用Tukey窗函数进行加窗处理，窗函数以外原始振动信号被置零，获取加窗信号；对加窗信号进行希尔伯特变换，获取复包络加窗信号。4.根据权利要求1所述的行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，其特征在于：所述特征提取步骤的具体步骤如下：利用键相脉冲信号按阶比跟踪计算方法获取太阳轮输入轴的等角度采样时标Tn；根据齿轮传动比i得到所选参考轴的等角度采样时标Tn1，然后对复包络加窗信号进行插值重采样，获取复包络角域加窗信号；其中，Tn1＝iTn；n＝1,2,3…K，n1＝1,2,3…K1，K＝i×K1，K为输入轴的脉冲数，K1为参考轴的脉冲数，i为齿轮传动比；在获取复包络角域加窗信号后，根据所选的参考轴，分别对复包络加窗角域信号的实部和虚部进行同步平均；对同步平均后的复包络角域加窗信号进行FFT变换，获取加窗包络阶比谱，通过加窗包络阶比谱对行星齿轮箱太阳轮局部故障进行诊断。5.一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，其特征在于：包括：信号采集模块，用于通过加速度传感器和电涡流传感器分别对故障行星齿轮箱进行原始振动信号及键相脉冲信号的多通道同步采样；信号处理模块，用于利用Tukey窗函数对信号采集模块获得的原始振动信号进行加窗处理，获取加窗信号；对加窗信号进行希尔伯特变换，获取复包络加窗信号；特征提取模块，用于利用阶比跟踪实现将信号处理模块获得的复包络加窗信号转换为等角度间隔的角域信号，获取复包络角域加窗信号；对复包络角域加窗信号进行同步平均完成行星齿轮箱太阳轮局部故障振动信号的特征提取。2CN106124197A说明书1/7页一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统技术领域[0001]本发明涉及一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统，属于故障诊断技术与信号处理分析技术领域。背景技术[0002]行星齿轮为机械设备的重要传动部件之一，与普通定轴齿轮传动相比，其具有体积小，承载能力大，工作平稳等优点。行星齿轮传动远比定轴齿轮传动复杂。其传动系统包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈等，行星轮的转动既包括相对自身转轴的自转，又包括绕着太阳轮的公转，并且行星轮和太阳轮、齿圈同时啮合，是典型的复合运动。首先Tukey窗函数对行星齿轮箱太阳轮故障振动信号进行加窗处理，