CN209372414U - 一种行星齿轮故障诊断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种行星齿轮故障诊断系统，其包括：振动信号采集传感器、声学传感器、转速信号采集传感器、多根信号传输及供电线缆、以及信号采集汇总平台。该系统能够根据振动信号、转速信号、噪声信号自动检测行星齿轮的故障情况，免去人工检测带来的高成本、低效率、高误检率等问题，且能够及时发现故障，并能够推送给生产系统，有助于生产系统能够及时将故障产品及时返修，从而大大提升了产品的瑕疵处理速度，降低了产品的售后成本，还能够将大量的数据传给计算平台，供计算平台不断优化故障判断的判据，从而提升故障诊断的准确率。

Description

一种行星齿轮故障诊断系统

技术领域

本实用新型涉及自动化技术领域，特别是涉及一种行星齿轮故障诊断系统。

背景技术

随着主机厂商对零配件品质控制要求的提高，行星齿轮作为主机设备中重要的一个零部件，对其产品品质的控制变得越发重要，装配不好的行星齿轮在运行过程中的振动与噪声往往存在异常，这些异常在短期的运行中并不影响行星齿轮的正常运行，但在长期的使用过程中却会因为振动过大声音扰人等问题影响主机设备的正常使用，降低设备的工作环境品质，乃至影响行星齿轮的可靠寿命。

现有技术中检测行星齿轮振动与噪声异常的方式只能靠人为的检测发现一些明显的质量缺陷，或者在交付主机厂后通过主机厂的返修退货来处理，这样的检测方式效率低下且准确率堪忧，既增加了产品的售后成品，也增加了主机的生产负担。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种行星齿轮故障诊断系统，用于解决现有技术的种种问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种行星齿轮故障诊断系统，其包括：振动信号采集传感器，其采集行星齿轮于台架上测试的振动信号；声学传感器，其采集行星齿轮于台架上测试的噪声信号；转速信号采集传感器，其采集行星齿轮于台架上测试的转速信号；多根信号传输及供电线缆，其供传输各传感器的采集信号且为各传感器供电；信号采集汇总平台，其通过信号传输及供电线缆接收各传感器的采集信号，并将汇总的各传感器的采集信号传至计算平台，以供计算平台根据各传感器的采集信号对行星齿轮进行故障诊断。

于本实用新型的一实施例中，所述振动信号采集传感器设于行星齿轮上。

于本实用新型的一实施例中，所述振动信号采集传感器设于由所述行星齿轮带动的负载上。

于本实用新型的一实施例中，所述声学传感器位于所述台架的封闭声学环境中靠近行星齿轮的位置。

于本实用新型的一实施例中，所述转速信号采集传感器位于用于驱动行星齿轮转动的驱动设备的驱动轴附近。

于本实用新型的一实施例中，所述转速信号采集传感器包括：霍尔转速传感器、光电式转速传感器、电容式转速传感器、及变磁阻式转速传感器中的任一种或多种组合。

于本实用新型的一实施例中，所述信号传输及供电线缆包括电磁屏蔽型线缆。

于本实用新型的一实施例中，所述声学传感器包括声学探头。

于本实用新型的一实施例中，所述信号采集汇总平台包括模数转换模块，用于将各传感器的采集信号从模拟信号转换为数字信号后传输至所述计算平台。

于本实用新型的一实施例中，所述振动信号采集传感器包括：电感式振动信号采集传感器、电容式振动信号采集传感器以及电涡流式传感器中的任一种或多种组合。

如上所述，本实用新型涉及的一种行星齿轮故障诊断系统，具有以下有益效果：

1)系统能够根据振动信号、转速信号、噪声信号自动检测行星齿轮的故障情况，免去人工检测带来的高成本、低效率、高误检率等问题。

2)系统能够及时发现故障，并能够推送给生产系统，有助于生产系统能够及时将故障产品及时返修，从而大大提升了产品的瑕疵处理速度，降低了产品的售后成本。

3)系统能够将大量的数据传给计算平台，供计算平台不断优化故障判断的判据，从而提升故障诊断的准确率。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施例中行星齿轮故障诊断系统的结构示意图。

图2显示为本实用新型一实施例中行星齿轮故障诊断系统的结构示意图

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

行星齿轮是一种除了能像定轴齿轮那样围绕着自己的转动轴转动之外，转动轴还能随着行星架绕其它齿轮的轴线转动的齿轮系统。行星齿轮因其体积小、传动大、承载能力大、工作平稳等优点，被广泛应用于风力发电、航空、船舶、冶金、石化、矿山、起重运输、建材等行业的机械传动系统中。由于行星齿轮的重要性，控制生产过程中行星齿轮的品质具有非常重要的意义。但是，现有技术中检测行星齿轮振动与噪声异常的方式只能靠人为的检测发现一些明显的质量缺陷，或者在交付主机厂后通过主机厂的返修退货来处理，这样的检测方式效率低下且准确率堪忧，既增加了产品的售后成品，也增加了主机的生产负担。

鉴于上述种种存在于现有技术中的各项问题，本申请提供一种行星齿轮故障诊断系统，该诊断系统通过检测行星齿轮的振动信号、噪声信号、转速信号来进行故障诊断，实现了故障诊断的自动化，高效又精准。

为便于本领域技术人员清晰了解本申请的技术方案，现结合图1进行解释说明。图1展示的是本申请一实施例中行星齿轮故障诊断系统的结构示意图，如图1所示，所述行星齿轮故障诊断系统包括：振动信号采集传感器11、声学传感器12、转速信号采集传感器13、多根信号传输及供电线缆14以及信号采集汇总平台15。

所述振动信号采集传感器11用于采集行星齿轮于台架上测试的振动信号。所述声学传感器12用于采集行星齿轮于台架上测试的噪声信号。所述转速信号采集传感器13用于采集行星齿轮于台架上测试的转速信号。所述信号传输及供电线缆14的一端分别电性连接振动信号采集传感器11、声学传感器12、转速信号采集传感器13，另一端电性连接所述信号采集汇总平台15，用于为各传感器供电并将各传感器采集的信号传输至信号采集汇总平台15。于本实施例中，所述信号采集汇总平台15通信连接未图示的计算平台，用于将各传感器的采集信号传至计算平台，以供计算平台根据各传感器的采集信号对行星齿轮进行故障诊断。

为便于本领域技术人员进一步理解本申请的技术方案，先结合图2进行进一步的解释说明。图2展示的是，本申请的行星齿轮故障诊断系统在一实施例中的应用场景的示意图。台架控制系统控制驱动设备驱动PGS转动，PGS表示行星齿轮Planetary Gear System，PGS输出连接负载设备。

振动信号采集传感器21安装在能够采集到行星齿轮运行振动信号而不受外界振动影响的位置。于本实施例中，振动信号采集传感器的数量为2个，其中一振动信号采集传感器21设于行星齿轮上以直接检测行星齿轮的振动信号，另一振动信号采集传感器21设于由所述行星齿轮带动的负载设备上，以间接检测行星齿轮的振动信号。

具体的，所述振动信号采集传感器21包括电感式振动信号采集传感器、电容式振动信号采集传感器以及电涡流式传感器中的任一种或多种组合。

声学传感器22安装在所述台架的封闭声学环境中靠近行星齿轮的位置，所述声学传感器22例如为一声学探头，如图2所示，声学传感器22紧靠行星齿轮，以确保采集到的行星齿轮运转的噪声信号的信噪比远高于外界环境和产线生产噪声声音信号的信噪比。

转速信号采集传感器23安装在驱动设备的驱动轴的附近，用于采集行星齿轮测试中的转速信号，所述驱动设备例如为电动机。其中，所述转速信号采集传感器23包括霍尔转速传感器、光电式转速传感器、电容式转速传感器、及变磁阻式转速传感器中的任一种或多种组合。也即，所述转速信号采集传感器23能够但不限于以采集电信号、光信号、磁信号的方式获得行星齿轮的转。

信号传输及供电线缆24用于连接振动信号采集传感器21与信号采集汇总平台25，连接声学传感器22与信号采集汇总平台25，且连接转速信号采集传感器23与信号采集汇总平台25。优选的，所述信号传输及供电线缆24为电磁屏蔽型线缆，以屏蔽来自外界的电磁干扰，也避免线路内的电磁干扰外部设备的运作。

所述信号采集汇总平台25包括未图示的模数转换模块，用于将各传感器的采集信号从模拟信号转换为数字信号后传输至计算平台26。

需要说明的是，本实用新型提供的行星齿轮故障诊断系统是一套硬件设备，其包括振动信号采集传感器21、声学传感器22、转速信号采集传感器23、信号传输及供电线缆24以及信号采集汇总平台25。本领域技术人员可利用本实用新型的硬件设备采集行星齿轮的振动数据、噪声数据、转速数据，并结合相应的软件或程序来分析该些数据，以获得针对行星齿轮的诊断结果信息。

具体而言，计算平台26在接收到行星齿轮的振动数据、噪声数据、转速数据之后，基于故障诊断算法，根据大量的历史数据自行建立产品品质判断的判据，能够根据不同的特征辨别不同型号的产品，快速切换算法，适应产线上不同产品同时下线的要求。此外，所述计算平台26能够生成产品质量统计报表来提高产线的生产效率。因计算平台26使用软件算法分析该些数据并不是本实用新型关注的，故不再赘述。

另外需指出的是，本实用新型的系统能够持续不断的将大量的数据传给计算平台，从而形成一庞大的数据库，供计算平台不断优化故障判断的判据，从而提升故障诊断的准确率。

综上所述，本实用新型提供的一种行星齿轮故障诊断系统，能够根据振动信号、转速信号、噪声信号自动检测行星齿轮的故障情况，免去人工检测带来的高成本、低效率、高误检率等问题，且能够及时发现故障，并能够推送给生产系统，有助于生产系统能够及时将故障产品及时返修，从而大大提升了产品的瑕疵处理速度，降低了产品的售后成本，还能够将大量的数据传给计算平台，供计算平台不断优化故障判断的判据，从而提升故障诊断的准确率。因此，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，包括：

振动信号采集传感器，其采集行星齿轮于台架上测试的振动信号；

声学传感器，其采集行星齿轮于台架上测试的噪声信号；

转速信号采集传感器，其采集行星齿轮于台架上测试的转速信号；

多根信号传输及供电线缆，其供传输各传感器的采集信号且为各传感器供电；

信号采集汇总平台，其通过信号传输及供电线缆接收各传感器的采集信号，并将汇总的各传感器的采集信号传至计算平台；其中，所述信号采集汇总平台包括模数转换模块，用于将各传感器的采集信号从模拟信号转换为数字信号后传输至所述计算平台。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述振动信号采集传感器振动信号采集传感器设于行星齿轮上。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述振动信号采集传感器设于由所述行星齿轮带动的负载上。

4.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述声学传感器位于所述台架的封闭声学环境中靠近行星齿轮的位置。

5.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述转速信号采集传感器位于用于驱动行星齿轮转动的驱动设备的驱动轴附近。

6.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述转速信号采集传感器包括：霍尔转速传感器、光电式转速传感器、电容式转速传感器、及变磁阻式转速传感器中的任一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述信号传输及供电线缆包括电磁屏蔽型线缆。

8.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述声学传感器包括声学探头。

9.根据权利要求1所述的行星齿轮故障诊断系统，其特征在于，所述振动信号采集传感器包括：电感式振动信号采集传感器、电容式振动信号采集传感器以及电涡流式传感器中的任一种或多种组合。