CN106124197B - 一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统 - Google Patents

一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106124197B
CN106124197B CN201610421538.9A CN201610421538A CN106124197B CN 106124197 B CN106124197 B CN 106124197B CN 201610421538 A CN201610421538 A CN 201610421538A CN 106124197 B CN106124197 B CN 106124197B
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
windowing
sun gear
complex envelope
epicyclic gearbox
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610421538.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106124197A (zh
Inventor
郭瑜
王志乐
伍星
高贯斌
伞红军
谢金葵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming University of Science and Technology
Original Assignee
Kunming University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming University of Science and Technology filed Critical Kunming University of Science and Technology
Priority to CN201610421538.9A priority Critical patent/CN106124197B/zh
Publication of CN106124197A publication Critical patent/CN106124197A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106124197B publication Critical patent/CN106124197B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/02—Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/021—Gearings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

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。

Description

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
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
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，其次希尔伯特变换(Hilbert)获取复包络加窗信号，最后计算阶比跟踪对复包络加窗信号进行等角度重采样，转换为准平稳角域信号，然后进行同步平均。振动传感器安装在固定齿圈上，则太阳轮故障齿和行星轮啮合产生的振动信号通过行星轮传递到齿圈上的传感器。行星轮在绕着齿圈转动，其相对传感器的位置在不断发生变化，传感器采集的振动响应信号的传输路径也是不断变化。在加窗包络阶比谱中，太阳轮的转频及其低阶谐波分量(例如1-4阶)周围存在由其齿根裂纹故障引起的调制边带分量对应的阶比分量，能够对太阳轮齿根裂纹故障进行诊断。
发明内容
本发明提供了一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统，以用于对行星齿轮箱太阳轮局部故障进行诊断。
本发明的技术方案是：一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，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。
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。
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。
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。
一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，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。
本发明的有益效果是：
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。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明中原始冲击信号时域波形图；
图3为本发明中原始冲击信号加窗时域波形图；
图4为本发明中太阳轮轴转速脉冲波形图；
图5为本发明中太阳轮轴转速曲线图；
图6为本发明中包络角域加窗平均后阶比谱图。
具体实施方式
实施例1：如图1-6所示，一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，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。
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。
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。
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。
一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，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。
实施例2：如图1-6所示，一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，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。
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。
一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，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。
实施例3：如图1-6所示，一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，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。
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。
一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，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。
实施例4：如图1-6所示，一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，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。
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。
一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，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。
实施例5：如图1-6所示，一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法，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(如图2所示)及键相脉冲信号(如图4所示)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(如图3所示)；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。
实施例6：如图1-6所示，一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测系统，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。
实施例6：如图1-6所示，具体参数如下：1)太阳轮齿数28；2)行星轮齿数20；3)齿圈齿数71；4)行星轮个数3；5)在对信号进行高频采样时，输入轴转速为1000r/min；故障类型为：在太阳轮其中一个轮齿上加工了一个齿根裂纹(其用电火花加工出一个深度为5mm的齿根裂纹故障)；太阳轮轴的键相脉冲信号采用电涡流传感器拾取；太阳轮故障振动信号采用压电式加速度传感器拾取，其安装在齿圈正上方，为后续步骤做准备。
应用本发明中的方法对本实施例中的行星齿轮箱太阳轮局部故障进行故障诊断的步骤为：
Step1、将压电式加速度传感器固定在本实施例中的行星齿轮箱的齿圈正上方，电涡流传感器安装在太阳能输入轴测量位置，获取信号的采样频率为51.2kHz。在进行高频采样过程中，保证压电式加速度传感器尽量少的受到外界环境和噪声的干扰，以确保采样的准确性。所采集的输入轴键相脉冲信号(如图4所示)，转速为1000r/min，其转速曲线(如图5所示)。
表1行星齿轮箱参数
齿轮 齿数(个)
太阳轮Ns 28
行星轮Np 20
齿圈Na 71
行星轮个数N 3
由行星齿轮传动理论，啮合频率fm的关系式：
fm＝Nafc＝Np(fc+fp)＝Ns(fs-fc)
式中：Ns、Na、Np分别表示太阳轮、齿圈、行星轮的齿数。fm为啮合频率，fp为行星轮旋转频率，fs为太阳轮旋转频率，fc为行星架旋转频率。由式可计算出行星轮相对于行星架的转频fpc，太阳轮相对于行星架的转频fsc。
fpc＝fp+fc＝fc(Na/Np)
fsc＝fs-fc＝fc(Na/Ns)
太阳轮输入轴转速为ns＝1000r/min，由上式以及行星齿轮箱参数(见表1)可计算出行星齿轮箱的特征频率(见表2)。
太阳轮的某个轮齿存在局部损伤，其相对行星架旋转，故障轮齿与行星轮啮合振源会产生冲击。由公式fsc＝fs-fc＝fc(Na/Ns)计算太阳轮局部故障特征频率fs1为：
表2行星齿轮箱特征频率
太阳轮旋转频率fs 6.6667Hz
行星齿轮箱啮合频率fm 334.6801Hz
太阳轮局部故障特征频率fs1 11.9529Hz
行星架旋转频率fc 4.7138Hz
行星轮旋转频率fp 12.0202Hz
由阶比的定义公式：
式中：f为振动信号频率(单位：Hz)，R为对应参考轴的转速(单位：r/min)，l表示阶比。由公式可计算行星齿轮箱的阶比(见表3)。同时由结合阶比公式计算太阳轮局部故障特征阶比为：
由fs1＝11.9529Hz，(见表2)，则由可午ls1＝0.7172×。
表3行星齿轮箱的阶比：
太阳轮旋转阶比ls 1×
行星齿轮箱啮合阶比lm 20.0808×
太阳轮局部故障特征阶比ls1 0.7172×
行星架旋转阶比lc 0.2828×
行星轮旋转阶比lp 0.7212×
Step2、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。(如图3所示)。
Step3、太阳轮输入轴上等角度采样时标按阶比跟踪计算公式：
式中：an，an+1，an+2(n＝1,2,3…K，K为参考轴的脉冲数(即太阳轮轴脉冲数)是对应连续三个脉冲时刻的常系数，θ为等角度采样间隔。
Step4、对Step2获取加窗信号进行希尔伯特变换(Hilbert)，获取复包络加窗信号；
Step5、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；
Step6、对Step5获取复包络角域加窗信号后，根据步骤Step5中所选的参考轴，分别对复包络加窗角域信号的实部和虚部进行同步平均；
Step7、对Step6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，可发现太阳轮局部故障相关的阶比成份得到清晰显示(图6所示)。由于行星齿轮箱的故障信号随传输路径而不断变化，边带成份非常复杂，试验发现在阶比谱的转频及其谐波分量周围存在由其齿根裂纹故障引起的调制边带分量，故障特征阶比频率是太阳轮旋转阶比ls(1×、2×、3×、4×，对应图6所示)的调制成份，见图6标注，例如，太阳轮1×旋转阶比边带(左侧)阶比谱线:0.2828×，其与1×谱线间隔正好为太阳轮局部故障对应阶比0.7172,同理，太阳轮1×旋转阶比边带(右侧)阶比谱线:1.7172×，其与1×谱线间隔同样正好为太阳轮局部故障对应阶比0.7172×，其它2×、3×、4×谱线边带显示的太阳轮局部故障对应的特征阶比谱线可以此类推，见图6所示。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

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T n ；根据齿轮传动比i得到所选参考轴的等角度采样时标T n1，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；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；
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。
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T n ；
根据齿轮传动比i得到所选参考轴的等角度采样时标T n1，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，T n1=iT n ；n=1,2,3…K，n 1=1,2,3…K 1，K=i×K 1，K为输入轴的脉冲数，K 1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。
4.一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；
特征提取模块，用于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T n ；根据齿轮传动比i得到所选参考轴的等角度采样时标T n1，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；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。
CN201610421538.9A 2016-06-14 2016-06-14 一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统 Active CN106124197B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610421538.9A CN106124197B (zh) 2016-06-14 2016-06-14 一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610421538.9A CN106124197B (zh) 2016-06-14 2016-06-14 一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106124197A CN106124197A (zh) 2016-11-16
CN106124197B true CN106124197B (zh) 2018-10-02

Family

ID=57270820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610421538.9A Active CN106124197B (zh) 2016-06-14 2016-06-14 一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106124197B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107063681B (zh) * 2017-03-21 2019-07-05 昆明理工大学 一种行星齿轮箱时变振动传递路径下的故障特征包络提取方法
CN107907324A (zh) * 2017-10-17 2018-04-13 北京信息科技大学 一种基于dtcwt及阶次谱的齿轮箱故障诊断方法
CN107941510B (zh) * 2017-10-19 2019-07-19 西安交通大学 基于等角度双重采样的滚动轴承故障特征的提取方法
CN108896303B (zh) * 2018-06-19 2020-07-31 昆明理工大学 一种行星齿轮或太阳轮齿根裂纹故障特征的检测方法
US10607626B1 (en) 2018-11-20 2020-03-31 Ford Motor Company Method to remove background and sensor overload artifacts
CN110514437B (zh) * 2019-08-23 2020-08-18 西安交通大学 一种用于故障诊断的行星齿轮箱振动信号分离方法
CN110937135A (zh) * 2019-10-11 2020-03-31 中国直升机设计研究所 一种直升机减速器的振动信号分离方法
CN111975784B (zh) * 2020-09-03 2022-12-13 昆明理工大学 一种基于电流和振动信号的关节机器人故障诊断方法
CN112113767B (zh) * 2020-09-29 2021-06-08 昆明理工大学 一种基于比例频带选择准则的轴承故障诊断方法
CN112781709A (zh) * 2020-12-24 2021-05-11 上海核工程研究设计院有限公司 变速工况下设备振动信号早期故障分析和特征提取方法
CN113588260A (zh) * 2021-08-24 2021-11-02 哈尔滨理工大学 一种电动汽车齿轮噪声信号检测系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006962A (zh) * 2014-05-08 2014-08-27 昆明理工大学 一种齿轮故障特征提取方法及系统
CN105092243A (zh) * 2015-08-28 2015-11-25 昆明理工大学 一种齿轮故障定位系统及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006962A (zh) * 2014-05-08 2014-08-27 昆明理工大学 一种齿轮故障特征提取方法及系统
CN105092243A (zh) * 2015-08-28 2015-11-25 昆明理工大学 一种齿轮故障定位系统及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Vibration signal models for fault diagnosis of planetary gearboxes;Zhipeng Feng 等;《Journal of Sound and Vibration》;20121231;第4919-4939页 *
基于变窗函数方法的频率检测技术研究;文超斌 等;《中国测试》;20100930;第36卷(第5期);第24-28页 *
基于时域同步平均法的行星齿轮振动信号分离技术;胡贵锋 等;《基于时域同步平均法的行星齿轮振动信号分离技术》;20130331;第24卷(第6期);第787-791页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106124197A (zh) 2016-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106124197B (zh) 一种行星齿轮箱太阳轮局部故障检测方法及系统
CN107063681B (zh) 一种行星齿轮箱时变振动传递路径下的故障特征包络提取方法
WO2015196735A1 (zh) 基于啮合频率和频谱校正技术的风电齿轮箱阶次跟踪方法
Pan et al. Nonlinear sparse mode decomposition and its application in planetary gearbox fault diagnosis
CN105510023B (zh) 基于散度指标的变工况风电行星齿轮箱故障诊断方法
Liu et al. A new wind turbine fault diagnosis method based on the local mean decomposition
CN106644467B (zh) 一种齿轮箱非平稳信号故障特征提取方法
CN103884502A (zh) 一种变转速下风力发电机行星齿轮系统故障诊断方法
CN104006962A (zh) 一种齿轮故障特征提取方法及系统
CN102636347A (zh) 一种用于变转速齿轮箱的振动信号时域同步平均方法
CN105092241A (zh) 一种齿轮局部故障诊断方法及系统
Guo et al. Tooth root crack detection of planet and sun gears based on resonance demodulation and vibration separation
CN109253244B (zh) 一种多齿轮系统大型机械齿轮箱故障检测方法
CN107907324A (zh) 一种基于dtcwt及阶次谱的齿轮箱故障诊断方法
CN113405795B (zh) 一种关节rv减速器弱故障识别的方法
CN108896303A (zh) 一种行星齿轮或太阳轮齿根裂纹故障特征的检测方法
CN103018043A (zh) 变转速轴承故障诊断方法
CN108388839A (zh) 一种基于二阶同步提取变换的强转速波动特征提取方法
Liu et al. Fault diagnosis of wind turbines under nonstationary conditions based on a novel tacho-less generalized demodulation
CN105738102A (zh) 一种风电齿轮箱故障诊断方法
CN202511969U (zh) 一种齿轮箱故障诊断装置
Wang et al. Tacholess order-tracking approach for wind turbine gearbox fault detection
Zhao et al. Vold-Kalman generalized demodulation for multi-faults detection of gear and bearing under variable speeds
Yang et al. Resampling technique-based demodulation analysis for planet bearing cage fault diagnosis under nonstationary conditions
Si et al. Fault diagnosis of wind turbine planetary gear box based on EMD and resonance remodulation

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant