CN213516333U - 一种故障检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种故障检测装置，包括有齿轮箱，及安装于齿轮箱外部的、用于采集齿轮箱声音数据的声级计，及安装于齿轮箱的轴承座上的、用于采集齿轮箱振动数据的振动传感器，及分别与声级计和振动传感器之间采用数据连接的数据采集卡，及与数据采集卡相接的高速USB模块，及与高速USB模块采用数据连接、并进行数据显示与分析的计算机；该故障检测装置能够全方面的对齿轮变速器的运行状态进行监控，实现在线同步测量和高效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种故障检测装置。
背景技术
齿轮箱中主要包括齿轮、轴承、轴和箱体四部分；各类零部件损坏比例为：齿轮60%，轴承19%，轴10%，箱体7%，紧固件3%，油封1%；由此可见由于齿轮失效而导致的故障占了很大比例。齿轮是系统的主噪声源，齿轮啮合过程中的摩擦和冲击是齿轮产生振动和噪声的主要原因。
实际工程应用中的齿轮不可避免地存在着制造误差与安装误差，在载荷的作用下轮齿还会发生变形。这些误差和变形破坏了齿轮传动的啮合关系，使齿轮啮合时的位置相对于其理论位置发生偏离，以致齿轮传动瞬时传动比发生变化，齿轮啮合不平稳，造成齿与齿之间发生碰撞或冲击，从而产生振动和噪声。齿轮箱齿轮噪声的产生如图1所示，由于动态啮合力的激励，使齿轮系统产生振动，从而产生噪声。
在现代的齿轮变速箱的维护产业中，对于齿轮变速箱的噪声振动故障诊断，大多数都是采用便携式测量仪进行检测分析。如英国Solartron Metrology公司旗下的1255b低频频响分析仪、美国的EMR公司的频率特性分析、美国ENTEK采集系统、日本RION VM83便携式超低频测振仪等。国内有东方所的DASP系统、南京航空航天大学的VAMS系统、北京波谱科技有限公司开发的Vib’SYS系统等。但是，这些便携式故障诊断测量系统都不能系统地全方位在线对齿轮变速器的运行状态进行测试和监控，存在着非在线同步测量，测点少，效率低等不足。
实用新型内容
针对现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种能够全方面的对齿轮变速器的运行状态进行监控，实现在线同步测量和高效率的故障检测装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种故障检测装置，包括有齿轮箱，及安装于齿轮箱外部的、用于采集齿轮箱声音数据的声级计，及安装于齿轮箱的轴承座上的、用于采集齿轮箱振动数据的振动传感器，及分别与声级计和振动传感器之间采用数据连接的数据采集卡，及与数据采集卡相接的高速USB模块，及与高速USB模块采用数据连接、并进行数据显示与分析的计算机。
作为优选，所述声级计为TES-1352A声级计。
作为优选，所述振动传感器为ENTEK9300加速度传感器。
作为优选，所述数据采集卡的型号为NI9234。
作为优选，所述高速USB模块的型号为cDAQ-9171。
作为优选，所述计算机内置有用于显示与分析数据的LabView软件。
该一种故障检测装置一方面通过噪声信号收集装置把噪声信号转为电压信号输入到信号采集模块中对信号进行处理，然后把信号的动态图输送到计算机里，在基于LabView平台开发的虚拟仪器版面按钮设置和配置软件以及硬件模块参数，通过计算机显示界面对噪声信号进行显示、分析以及故障诊断，另一方面，同时通过加速度振动传感器检测齿轮变速箱的振动信号，同样的把振动信号通过数据采集卡传输到基于LabView开发的齿轮箱故障诊断软件，通过多通道的信号采集及分析，更加精确地判断齿轮箱地健康状况及故障位置。
本实用新型的有益效果是：
通过声级计和振动传感器的设计，分别进行齿轮箱的声音采集和振动情况采集，并将采集到的信号链接信号采集卡，通过USB链接到计算机，最终通过计算机内的LabView软件平台进行数据分析，通过信号分析处理之后，对于有明显有异常的信号，可以通过振动频率查找其故障源，类似于心电图检测身体，从而实现齿轮变速箱的故障检测。
附图说明
图1为齿轮变速箱的噪声产生的原理流程图；
图2为本实用新型的故障检测装置的结构示意图；
图3为计算机基于LabView软件开发的振动监测及故障诊断平台界面图一；
图4为计算机基于LabView软件开发的振动监测及故障诊断平台界面图二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
实施例
参阅图2-4所示，一种故障检测装置，包括有齿轮箱1，及安装于齿轮箱1外部的、用于采集齿轮箱1声音数据的声级计2，及安装于齿轮箱1的轴承座上的、用于采集齿轮箱1振动数据的振动传感器3，及分别与声级计2和振动传感器3之间采用数据连接的数据采集卡4，及与数据采集卡4相接的高速USB模5块，及与高速USB模块5采用数据连接、并进行数据显示与分析的计算机6。
所述声级计2为TES-1352A声级计2，所述振动传感器3为ENTEK9300加速度传感器，所述数据采集卡4的型号为NI9234，所述高速USB模块5的型号为UIUSB-9162，所述计算机6内置有用于显示与分析数据的LabView软件。
在本实施例中，所采用的振动传感器3为恩泰克（ENTEK）公司生产的9300加速度传感器，9300加速度传感器的灵敏度为100mV/g，加速度范围为0-80g，频率响应是0.7-12000Hz，可以满足关于本方案的一系列特征信号的采集。
在本实施例中，由于该系统信号采集数据量大，同时采集数据的通道多，因此，正常的USB模块和采集卡的采集效果不佳，所以采用的NI公司的信号采集模块NI9234和高速USB模块cDAQ-9171。
在本实施例中，所采用的声级计2置于齿轮箱1的外部一米的范围内。
在本实施例中，计算机6通过内置的LabView软件开发振动监测及故障诊断平台，使采集的数据经过傅里叶变换等信号分析手段，于正常幅值比较来得出该齿轮箱1的健康状况，不需要换成图片，而是用数据转换，把时域波形变成频域波形，然后根据频率段的振动幅值的大小来进行判断。
齿轮变速箱噪声检测及故障诊断系统除了检测齿轮箱1的噪声信号以外，还同时检测齿轮箱1的振动信号，由于噪声是由振动引起的，所以该检测系统具有多通道同时检测的功能。加速度传感器则是用来检测齿轮变速箱的振动信号的。
加速度传感器利用压电效应来完成机械振动测量。其工作原理是：某些晶体材料在承受一定方向的外力而变形时，会因内部极化现象而在其表面产生电荷，当外力去掉后，材料又回复不带电状态。这些材料能将机械能转换成电能的现象称为压电效应，利用材料压电效应制成的传感器称为压电式传感器。与其它种类传感器相比，它具有灵敏度高、频率范围宽、线性动态范围大、体积小等优点，因此成为振动测量的主要传感器形式。
在齿轮箱转速为600 r/min的情况下，利用本方案的故障检测装置测得频域图，并从时域图中观察波峰是否出现明显的冲击特征，该冲击特征与齿轮断齿处啮合时的冲击是对应的，从而判定是否存在损坏。
本实用新型的有益效果是：
通过声级计和振动传感器的设计，分别进行齿轮箱的声音采集和振动情况采集，并将采集到的信号链接信号采集卡，通过USB链接到计算机，最终通过计算机内的LabView软件平台进行数据分析，通过信号分析处理之后，对于有明显有异常的信号，可以通过振动频率查找其故障源，类似于心电图检测身体，从而实现齿轮变速箱的故障检测。
本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种故障检测装置，其特征在于：包括有齿轮箱，及安装于齿轮箱外部的、用于采集齿轮箱声音数据的声级计，及安装于齿轮箱的轴承座上的、用于采集齿轮箱振动数据的振动传感器，及分别与声级计和振动传感器之间采用数据连接的数据采集卡，及与数据采集卡相接的高速USB模块，及与高速USB模块采用数据连接、并进行数据显示与分析的计算机。
2.根据权利要求1所述的一种故障检测装置，其特征在于：所述声级计为TES-1352A声级计。
3.根据权利要求1所述的一种故障检测装置，其特征在于：所述振动传感器为ENTEK9300加速度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种故障检测装置，其特征在于：所述数据采集卡的型号为NI9234。
5.根据权利要求1所述的一种故障检测装置，其特征在于：所述高速USB模块的型号为cDAQ-9171。
6.根据权利要求1所述的一种故障检测装置，其特征在于：所述计算机内置有用于显示与分析数据的LabView软件。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114593910A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-06-07 | 盛瑞传动股份有限公司 | 变形分析方法、装置、设备及存储介质 |
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