CN103439107A - 一种变速箱耐久试验台的震动监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变速箱耐久试验台的震动监控系统，变速箱耐久试验台包括平台、设置在平台上的驱动电机和设置在平台上并与驱动电机轴连接的变速箱，震动监控系统包括：设置在变速箱上，用于监测变速箱的震动频率并输出震动频率值的震动监测装置；与震动监测装置相连接，用于将震动频率值与预设频段进行比较，当震动频率值超出预设频段时输出故障信号的处理器；与处理器相连接，用于根据故障信号发出报警信号的报警装置。本监控系统通过震动监测装置对变速箱的震动频率进行监控并输出震动频率值，当震动频率值超出预设频段时，即表明变速箱发生了早期故障，这时处理器发出故障信号，报警装置根据故障信号发出报警信号，提醒操作人员进行干预。

Description

一种变速箱耐久试验台的震动监控系统

技术领域

本申请涉及机械故障监控技术领域，更具体地说，涉及一种变速箱耐久试验台的震动监控系统。

背景技术

变速箱耐久试验台是进行汽车变速箱研发性能测试和寿命测试的专用测试设备，如图1所示，包括平台10、驱动电机11、输入轴扭矩传感器12、变速箱20、输出轴扭矩传感器13、负载电机14、计算机监控部分（未示出），其中：驱动电极11、输入轴扭矩传感器12、变速箱20、输出轴扭矩传感器13和负载电机14设置在平台10上并依此通过联轴器相连接。

驱动电机11接收变频控制柜的电力输出并向变速箱20输出动力，变频控制柜输出变频信号用于控制驱动电机11的转速，用于模拟发动机实际工作状态。输入扭矩传感器12用于对输入扭矩进行监测，输出扭矩传感器13用于对变速箱20的输出扭矩进行监测。负载电机14为发电机，将驱动电机11输出的动力的一部分转换为电能并回输到电网，起到节省电能的作用。

在现有的变速箱耐久试验台中，控制系统能够对转速、扭矩和润滑油的温度上限进行监测并报警，但是不能对监测变速箱震动频率进行监控以发现早期故障，以致变速箱可能会受到较大的损坏。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种变速箱耐久试验台的震动监测系统，用于对变速箱的振动情况进行监控，并根据震动情况对早期故障进行判断，当变速箱出现早期故障时及时报警。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种变速箱耐久试验台的震动监控系统，所述变速箱耐久试验台包括平台、设置在所述平台上的驱动电机和设置在所述平台上并与所述驱动电机轴连接的变速箱，所述震动监控系统包括：

设置在所述变速箱上，用于监测所述变速箱的震动频率并输出震动频率值的震动监测装置；

与所述震动监测装置相连接，用于将所述震动频率值与预设频段进行比较，当所述震动频率值超出所述预设频段时输出故障信号的处理器；

与所述处理器相连接，用于根据所述故障信号发出报警信号的报警装置。

优选的，所述震动监测装置包括：

设置在所述变速箱上，用于监测所述变速箱的震动频率并输出震动频率信号的加速度传感器；

与所述加速度传感器相连接，用于将所述震动频率信号转换为震动频率值的模数转换电路。

优选的，所述加速度传感器的个数为三个，分别设置在所述变速箱的输入轴处、重心处和输出轴处。

优选的，所述加速度传感器为压阻式加速度传感器。

优选的，所述报警装置为用于发出声/光信号的报警器。

优选的，还包括：

分别与所述处理器、所述驱动电机相连接，用于根据所述故障信号将所述驱动电机停机的停机装置。

优选的，所述停机装置为设置在用于向所述驱动电机输送电力的电力线上，用于根据所述故障信号切断电力供应的断路器。

从上述的技术方案可以看出，本监控系统通过震动监测装置对变速箱的震动频率进行监控并输出震动频率值，利用处理器将震动频率值与预设频段进行比较，当震动频率值超出预设频段时，即表明变速箱发生了早期故障，这时处理器发出故障信号，报警装置根据故障信号发出报警信号，提醒操作人员进行干预，以避免变速箱受到较大的损坏。

另外本系统还包括停机装置，停机装置可以根据故障信号将驱动电机停止运转，以避免对变速箱造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种变速箱耐久试验台的结构图；

图2为本申请实施例公开的一种震动监测系统的结构图；

图3为本申请实施例中震动监测装置的结构图；

图4为本申请另一实施例公开的一种震动监测系统的结构图；

图5为本申请又一实施例公开的一种震动监控系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图2为本申请实施例公开的一种震动监控系统的结构图。

如图2所示，本震动监控系统包括震动监测装置30、处理器40和报警装置50，其中：震动监测装置30设置在变速箱上，处理器40分别与震动监测装置30、报警装置50相连接。

震动监测装置30用于对变速箱的震动频率进行监测，并将震动频率值输出到处理器40。

如图3所示，震动监测装置包括加速度传感器31和模数转换电路32，加速度传感器31与模数转换电路32的输入端相连接。

加速度传感器31设置在变速箱上，用于对变速箱的震动频率进行监测，并将产生的震动频率信号输出到模数转换电路32的输入端。

加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力。根据结构的不同，加速度传感器可以分为压电式加速度传感器、压阻式加速度传感器、电容式加速度传感器和伺服式加速度传感器。

压阻式加速度传感器基于MEMS硅微加工技术，具有体积小、低功耗等特点，易于集成在各种模拟和数字电路中，广泛应用于汽车碰撞实验、测试仪器、设备振动监测等领域。因此在本实施例中选用压阻式加速度传感器对变速箱的震动进行监测。

为了更有效的对变速箱的震动进行监测，本实施例采用三个压阻式加速度传感器21，如图1所示，分别设置在变速箱20的输入轴处、重心处和输出轴处。

模数转换电路32用于将震动信号转换为震动频率值，并输出到处理器40。

处理器40用于将震动频率值与预设频段进行比较，当震动频率值超出预设频段，即高于预设频段的最高值或者低于预设频段的最低值时，输出故障信号。

预设频段通过以下方式确定。将变速箱耐久试验台运行5个小时，当各点加速度传感器的输出信号处于稳定时，记录变速箱的震动频率的最大值和最小值，然后，将最大值乘以120%作为安全频率上限，将最小值乘以80%作为安全频率下限，将安全频率上限与安全频率下限之间的频段作为预设频段。

报警装置50用于根据故障信号输出报警信号。报警装置50可以是现场设置的报警器，通过声音/闪光方式向操作人员报警，提示变速箱出现早期故障。

报警装置50还可以包括用于向变速箱耐久试验台的控制装置发送报警信号的通讯端口，控制装置在接收到报警信号时将故障情况进行显示，提示操作人员采取措施进行干预。

从上述的技术方案可以看出，本监控系统通过震动监测装置30对变速箱的震动频率进行监控并输出震动频率值，利用处理器40将震动频率值与预设频段进行比较，当震动频率值超出预设频段时，即表明变速箱发生了早期故障，这时由处理器40发出故障信号，报警装置50根据故障信号发出报警信号，提醒操作人员进行干预，以避免变速箱受到较大的损坏。

实施例二

在对报警规律的设置上，为防止偶然的报警影响正常试验的进行，设定为当震动频率值首次超出预设频段时，发出报警信号，当震动频率值连续超出预设频段时，自动对驱动电机进行停机操作，以避免被测变速器受到较大的损坏。为实现自动停机的目的，本实施例在实施例一的基础上增加了停机装置。

图4为本申请另一个实施例公开的震动监控系统的结构图。

如图4所示，本实施例在实施例一的基础上增加了停机装置60，停机装置60分别与处理器40、驱动电机11相连接。

当处理器40连续发出故障信号时，停机装置60将驱动电机11停机。

实施例三

图5为本申请又一实施例公开的一种震动监控系统的结构图。

如图5所示，本实施例公开的震动监控系统在实施例一的基础上增加了断路器61。

断路器61设置在连接驱动电机11与交流电源AC的电力线上，并与处理器40相连接，当处理器40连续输出故障信号时，断路器61中断对驱动电机11的供电，以此实现停机的目的。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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。

Claims (7)

1.一种变速箱耐久试验台的震动监控系统，所述变速箱耐久试验台包括平台、设置在所述平台上的驱动电机和设置在所述平台上并与所述驱动电机轴连接的变速箱，其特征在于，所述震动监控系统包括：

设置在所述变速箱上，用于监测所述变速箱的震动频率并输出震动频率值的震动监测装置；

与所述震动监测装置相连接，用于将所述震动频率值与预设频段进行比较，当所述震动频率值超出所述预设频段时输出故障信号的处理器；

与所述处理器相连接，用于根据所述故障信号发出报警信号的报警装置。

2.如权利要求1所述的震动监控系统，其特征在于，所述震动监测装置包括：

设置在所述变速箱上，用于监测所述变速箱的震动频率并输出震动频率信号的加速度传感器；

与所述加速度传感器相连接，用于将所述震动频率信号转换为震动频率值的模数转换电路。

3.如权利要求2所述的震动监控系统，其特征在于，所述加速度传感器的个数为三个，分别设置在所述变速箱的输入轴处、重心处和输出轴处。

4.如权利要求3所述的震动监控系统，其特征在于，所述加速度传感器为压阻式加速度传感器。

5.如权利要求1所述的震动监控系统，其特征在于，所述报警装置为用于发出声/光信号的报警器。

6.如权利要求1-5任一项所述的震动监控系统，其特征在于，还包括：

分别与所述处理器、所述驱动电机相连接，用于根据所述故障信号将所述驱动电机停机的停机装置。

7.如权利要求6所述的震动监控系统，其特征在于，所述停机装置为设置在用于向所述驱动电机输送电力的电力线上，用于根据所述故障信号切断电力供应的断路器。

Images