CN108414217A - 齿轮箱噪音测试系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及齿轮箱测试技术领域，公开了一种齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，包括有处理模块、至少一数据采集模块、至少一电机电流传感器和至少一加速度传感器；所述电机电流传感器和所述加速度传感器设于被测齿轮箱上以分别感应所述被测齿轮箱的电机电流信号和加速度信号，所述数据采集模块接收所述电机电流信号和所述加速度信号并发送至所述处理模块，所述处理模块结合所述电机电流信号和所述加速度信号形成测试数据，且所述处理模块比对所述测试数据与预制数据以判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。借此，本发明能够更准确地检测出齿轮箱的噪音缺陷。

Description

齿轮箱噪音测试系统
技术领域
本发明涉及齿轮箱测试技术领域，尤其涉及一种齿轮箱噪音测试系统。
背景技术
振动被广泛用于监测齿轮箱和马达系统的机械故障，然而通过检测振动信 号来判断齿轮箱噪音缺陷只能做到粗略的检测效果，较难以能够检测出齿轮箱 整体以及内部零部件的缺陷。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以 改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种齿轮箱噪音测试系统，能够 更准确地检测出齿轮箱的噪音缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供一种齿轮箱噪音测试系统，包括有处理模 块、至少一数据采集模块、至少一电机电流传感器和至少一加速度传感器；所 述电机电流传感器和所述加速度传感器设于被测齿轮箱上以分别感应所述被测 齿轮箱的电机电流信号和加速度信号，所述数据采集模块接收所述电机电流信 号和所述加速度信号并发送至所述处理模块，所述处理模块结合所述电机电流 信号和所述加速度信号形成测试数据，且所述处理模块比对所述测试数据与预 制数据以判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述处理模块将所述电机电流信 号和所述加速度信号结合转化为频谱信号，所述处理模块比对所述频谱信号的 参数数据与所述预制数据以判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述处理模块计算所述频谱信号 中的差分信号均值和滤波参数，且比对所述差分信号均值和所述滤波参数是否 分别低于预制标准均值和预制标准参数，若是则判定所述被测齿轮箱的噪音测 试合格。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述差分信号均值为：
其中，N为信号样本总数，di为第i个所述测试数据的信号，为全部所 述测试数据的信号均值。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述滤波参数为：
其中，FFT为离散傅氏变换的快速算法，Nk为所述被测齿轮箱的第k个小 齿轮的齿数，fk为所述被测齿轮箱的第k个小齿轮的转速。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述数据采集模块为NI9234型数 据采集卡。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述加速度传感器为352a24型传 感器，且所述加速度传感器固定连接在所述被测齿轮箱上。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述电机电流传感器为电流感测 电阻或者霍尔探头。
根据本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，所述处理模块为计算机。
本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，包括有处理模块、至少 一数据采集模块、至少一电机电流传感器和至少一加速度传感器；所述电机电 流传感器和所述加速度传感器设于被测齿轮箱上以分别感应所述被测齿轮箱的 电机电流信号和加速度信号，所述数据采集模块接收所述电机电流信号和所述 加速度信号并发送至所述处理模块，所述处理模块结合所述电机电流信号和所 述加速度信号形成测试数据，且所述处理模块比对所述测试数据与预制数据以 判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。借此，本发明能够更准确地检测出 齿轮箱的噪音缺陷。
附图说明
图1为本发明优选实施例所述齿轮箱噪音测试系统的结构示意图；
图2为一个缺陷齿轮箱的典型信号波形图；
图3为本发明所述齿轮箱噪音测试系统的所述加速度信号的滤波电平比的 实验数据图；
图4为本发明所述齿轮箱噪音测试系统的所述加速度信号结合所述电机电 流信号的滤波电平比的实验数据图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出本发明优选实施例所述齿轮箱噪音测试系统，包括有处理模块10、 至少一数据采集模块20、至少一电机电流传感器30和至少一加速度传感器40； 所述电机电流传感器30和加速度传感器40设于被测齿轮箱50上以分别感应所 述被测齿轮箱50的电机电流信号和加速度信号，本实施例优选将所述被测齿轮 箱50以及电机电流传感器30和加速度传感器40设于测试机架60上进行测试； 所述数据采集模块20接收所述电机电流信号和加速度信号并发送至处理模块 10，所述处理模块10结合所述电机电流信号和加速度信号形成测试数据，且所 述处理模块10比对所述测试数据与预制数据以判断被测齿轮箱50的噪音测试 是否合格。即本发明从齿轮箱电机以及齿轮箱振动两方面进行测试，结合经典 的振动测量算法和电机电流测量的方法以全方位的检测齿轮箱的噪音是否合 格。
优选的是，所述处理模块10将所述电机电流信号和加速度信号结合转化为 频谱信号，所述处理模块10比对所述频谱信号的参数数据与所述预制数据以判 断所述被测齿轮箱50的噪音测试是否合格。当齿轮箱由电机启动时，这种电机 将产生与其电流成比例的扭矩，并且扭矩的偏差将产生产生振动的加速度。因 此测量电流我们可以从振动测量中获得相同的信息，然而问题是电机会产生高 噪声，这样的噪音在低于电机运行频率的频率上变得可以忽略不计，所以这两 种测量结合在一起给出了整个频谱的概况。其中的所述预制数据是根据生产规 范标准进行指定，不同型号齿轮箱可对应不同标准的预制数据，即根据实际生 产的质量标准需要设定标准参数进行比对。所述处理模块10优选为计算机，由 于计算机具有几乎无限的数据存储能力，所以将采样率设置得越高越方便，因 此优选将采样率设置为每秒51200个采样点。并且持续时间会影响频率分辨率， 所以时间越长越好，但是它有延长测试时间的缺点，通常使用5到10秒的采集 时间。
图2显示了一个缺陷齿轮箱的典型信号波形图，其中横坐标为采样点，纵 坐标为信号幅度；峰度水平给出了关于信号脉冲性质的指示，其中的快速波动 是由于齿轮中存在的缺陷造成的。没有缺陷的理想变速箱将会显示完美恒定的 水平。
具体的是，所述处理模块10计算所述频谱信号中的差分信号均值和滤波参 数，且比对所述差分信号均值和所述滤波参数是否分别低于预制标准均值和预 制标准参数，若是则判定所述被测齿轮箱的噪音测试合格。
所述差分信号均值为：其中，N为信号样本总数，di为第 i个所述测试数据的信号，为全部所述测试数据的信号均值。其中，所述差分 信号均值为所述加速度信号的峰度水平参数，其算法的滤波电平比的实验数据 如图3所示，然而从图中可看出，此算法的实验图显示低频谐波电平太低，无 法对该区域的缺陷率进行可靠的测量。
所述滤波参数为：其中，FFT为离散傅氏变换的快速算 法，Nk为所述被测齿轮箱的第k个小齿轮的齿数，fk为所述被测齿轮箱的第k 个小齿轮的转速。此算法为电机电流信号中所测试的小齿轮齿谐波级别，将此 算法结合到上述差分信号均值算法所得出的滤波电平比如图4所示，从图中可 看出低频滤波电平明显增高，从而可克服对低频的缺陷率的测量。即本发明根 据电机电流传感器30和加速度传感器40感应的齿轮箱电机信号和加速度信号 以结合制成频谱，并计算其频谱中的所述差分信号均值和所述滤波参数，通过 将所述差分信号均值与预制标准均值进行比对，以及将所述滤波参数与预制标 准参数进行比对，只有当所述差分信号均值和滤波参数分别都低于所述预制标 准均值和预制标准参数时，即可判定所述被测齿轮箱50的噪音测试合格，如若 所述差分信号均值和滤波参数只满足一个或者都不满足，则判定所述被测齿轮 箱50的噪音测试不合格。
优选的是，所述数据采集模块20为NI9234型数据采集卡。NI9234的数据 通道不仅高速且含USB，并且还能够提供加速度计的励磁电流。
所述加速度传感器40为352a24型传感器，且所述加速度传感器40固定连 接在被测齿轮箱50上。所述电机电流传感器40机械式连接在被测齿轮箱50上， 使其与被测齿轮箱50保持固定，以使其受到相同的振动。
所述电机电流传感器30为电流感测电阻或者霍尔探头。可以是直接连接到NI9234，作为振动的原因和加速度的影响，电机电流传感器30对齿轮箱电机产 生的转矩进行测量，该转矩与所述电流成正比。因此，每个加速度和振动都会 产生相同的电流振荡。
综上所述，本发明所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，包括有处理 模块、至少一数据采集模块、至少一电机电流传感器和至少一加速度传感器； 所述电机电流传感器和所述加速度传感器设于被测齿轮箱上以分别感应所述被 测齿轮箱的电机电流信号和加速度信号，所述数据采集模块接收所述电机电流 信号和所述加速度信号并发送至所述处理模块，所述处理模块结合所述电机电 流信号和所述加速度信号形成测试数据，且所述处理模块比对所述测试数据与 预制数据以判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。借此，本发明能够更准 确地检测出齿轮箱的噪音缺陷。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，包括有处理模块、至少一数据采集模块、至少一电机电流传感器和至少一加速度传感器；所述电机电流传感器和所述加速度传感器设于被测齿轮箱上以分别感应所述被测齿轮箱的电机电流信号和加速度信号，所述数据采集模块接收所述电机电流信号和所述加速度信号并发送至所述处理模块，所述处理模块结合所述电机电流信号和所述加速度信号形成测试数据，且所述处理模块比对所述测试数据与预制数据以判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。
2.根据权利要求1所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述处理模块将所述电机电流信号和所述加速度信号结合转化为频谱信号，所述处理模块比对所述频谱信号的参数数据与所述预制数据以判断所述被测齿轮箱的噪音测试是否合格。
3.根据权利要求2所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述处理模块计算所述频谱信号中的差分信号均值和滤波参数，且比对所述差分信号均值和所述滤波参数是否分别低于预制标准均值和预制标准参数，若是则判定所述被测齿轮箱的噪音测试合格。
4.根据权利要求3所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述差分信号均值为：
其中，N为信号样本总数，di为第i个所述测试数据的信号，为全部所述测试数据的信号均值。
5.根据权利要求3所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述滤波参数为：
其中，FFT为离散傅氏变换的快速算法，Nk为所述被测齿轮箱的第k个小齿轮的齿数，fk为所述被测齿轮箱的第k个小齿轮的转速。
6.根据权利要求1所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述数据采集模块为NI9234型数据采集卡。
7.根据权利要求1所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述加速度传感器为352a24型传感器，且所述加速度传感器固定连接在所述被测齿轮箱上。
8.根据权利要求1所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述电机电流传感器为电流感测电阻或者霍尔探头。
9.根据权利要求1所述的齿轮箱噪音测试系统，其特征在于，所述处理模块为计算机。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112366995A (zh) * 2020-12-04 2021-02-12 江苏科技大学 一种克服电动车起步齿轮撞击的控制方法
CN113029326A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 南京道发科技有限公司 一种epb电机工作噪音的测试方法及系统

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202033101U (zh) * 2010-10-19 2011-11-09 上海奥波电子有限公司 一种振动及噪声测量仪
CN202583334U (zh) * 2012-04-23 2012-12-05 华侨大学 交流接触器运行噪声在线测量装置
CN202735425U (zh) * 2012-06-13 2013-02-13 江苏省电力公司南京供电公司 基于振动的电力变压器故障检测系统
CN103033745A (zh) * 2011-08-29 2013-04-10 通用电气公司 检测发电机的机械故障的方法和系统
CN103176128A (zh) * 2013-03-28 2013-06-26 华南理工大学 一种风力发电机组状态预报及智能故障诊断方法及系统
CN103248993A (zh) * 2013-04-23 2013-08-14 重庆徐港电子有限公司 音响异响检测装置
CN103633917A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 陈卫兵 一种降低电机振动噪音的方法和装置
CN103661101A (zh) * 2013-12-22 2014-03-26 天津恒远达科技有限公司 一种实时监测汽车异常噪音的装置
CN103852271A (zh) * 2012-12-01 2014-06-11 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 基于物联网的高速列车走行部故障诊断与远程监测系统
CN104215454A (zh) * 2014-09-19 2014-12-17 武汉理工大学 一种汽车后桥主减速器噪音性能测试方法
CN105606933A (zh) * 2016-01-13 2016-05-25 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 一种基于振动噪声的换流变压器在线监测系统
CN106286153A (zh) * 2016-09-26 2017-01-04 浙江工业大学 一种基于无线传感器网络的风力发电机状态监测与故障诊断方法
CN106443257A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 河海大学 一种基于振动的特高压变压器状态监测系统
CN206158985U (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 联合汽车电子有限公司 油泵噪音测试设备

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202033101U (zh) * 2010-10-19 2011-11-09 上海奥波电子有限公司 一种振动及噪声测量仪
CN103033745A (zh) * 2011-08-29 2013-04-10 通用电气公司 检测发电机的机械故障的方法和系统
CN202583334U (zh) * 2012-04-23 2012-12-05 华侨大学 交流接触器运行噪声在线测量装置
CN202735425U (zh) * 2012-06-13 2013-02-13 江苏省电力公司南京供电公司 基于振动的电力变压器故障检测系统
CN103852271A (zh) * 2012-12-01 2014-06-11 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 基于物联网的高速列车走行部故障诊断与远程监测系统
CN103176128A (zh) * 2013-03-28 2013-06-26 华南理工大学 一种风力发电机组状态预报及智能故障诊断方法及系统
CN103248993A (zh) * 2013-04-23 2013-08-14 重庆徐港电子有限公司 音响异响检测装置
CN103633917A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 陈卫兵 一种降低电机振动噪音的方法和装置
CN103661101A (zh) * 2013-12-22 2014-03-26 天津恒远达科技有限公司 一种实时监测汽车异常噪音的装置
CN104215454A (zh) * 2014-09-19 2014-12-17 武汉理工大学 一种汽车后桥主减速器噪音性能测试方法
CN105606933A (zh) * 2016-01-13 2016-05-25 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司 一种基于振动噪声的换流变压器在线监测系统
CN106286153A (zh) * 2016-09-26 2017-01-04 浙江工业大学 一种基于无线传感器网络的风力发电机状态监测与故障诊断方法
CN106443257A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 河海大学 一种基于振动的特高压变压器状态监测系统
CN206158985U (zh) * 2016-09-30 2017-05-10 联合汽车电子有限公司 油泵噪音测试设备

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHINMAYA KAR 等: "Vibration and current transient monitoring for gearbox fault detection using multiresolution Fourier transform", 《JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION》 *
JUAN JOSE SAUCEDO-DORANTES 等: "Multiple-Fault Detection Methodology Based on Vibration and Current Analysis Applied to Bearings in Induction Motors and Gearboxes on the Kinematic Chain", 《SHOCK AND VIBRATION》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112366995A (zh) * 2020-12-04 2021-02-12 江苏科技大学 一种克服电动车起步齿轮撞击的控制方法
CN113029326A (zh) * 2021-03-01 2021-06-25 南京道发科技有限公司 一种epb电机工作噪音的测试方法及系统

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