[发明专利]用于齿轮啮合故障检测的边带能量比方法

说明书

技术领域

本发明的主题涉及对机械构件健康的评估，并且更具体而言涉及用于从齿轮箱中的齿轮传动的健康情况评估劣化(deterioration)的方法。

背景技术

如本领域中公知的那样，齿轮箱中的齿轮组可随着时间过去从健康(常常为新的)情况劣化到不健康的情况，不健康的情况可导致齿轮箱失效或者至少低效操作。挑战在于开发一种齿轮箱情况监测系统，其可提供紧急问题的早期指示。此领域中的先前努力确立了啮合频率和谐波本身通常为齿轮情况较差的指标。此外，可变速机械(例如风力涡轮)可具有较宽的波动负载和速度，这使得齿轮啮合频率分析更加复杂。

监测齿轮进行中的劣化的先前尝试涉及例如提取啮合频率和谐波幅度并预测其趋势。然而，已发现这种方法并不能良好地工作，因为该方法对于发展中的故障具有相对较低的敏感性。沿着这个思路的一项现有成果是Games等人在名称为“ROTATIONAL STATISTICALVIBRATION ANALYSIS EMPLOYING SIDEBANDS AND/ORWEIGHTING”的美国专利3,758,758中教导的。

鉴于监测机械健康的现有成果所涉及的这些已知的关注，仍然需要提供简单的分析方法，其具有改进的敏感性并降低由动力和速度可变性所致的影响以便准确地评估机械(尤其是包括齿轮箱系统的机械)的健康。

发明内容

本发明的方面和优点将在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而被教导。

本主题涉及一种用于评价机械(尤其是包括齿轮箱的机械)中的劣化的方法。进行计算以确定操作的机械中所产生的总计的边带幅度与其中心谐波频率幅度的比率。然后关于时间评估所计算的比率和/或将所计算的比率与预定值进行比较。

在备选实施例中，基于相邻谐波频率的边带幅度计算比率。在第一备选实施例中，使用相邻谐波的边带与中心谐波频率幅度的比率来计算该比率。在第二备选实施例中，使用仅与相邻谐波相关联的边带幅度的比率来计算该比率。

参考下文的描述和所附权利要求，本发明的这些与其它特征、方面和优点将变得更好理解。附图被包括到该说明书中并构成该说明书的一部分，附图示出本发明的实施例并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了本发明的全面和充分的公开，包括其针对本领域普通技术人员而言的最佳模式，其对附图进行了参考，在附图中：

图1提供了从健康齿轮啮合系统的测试得到的1X，2X和3X的幅度对比频率波形的图示；

图2提供了从损坏的齿轮啮合系统得到的1X，2X和3X的幅度对比频率波形的图示；

图3是根据本技术在齿轮箱劣化的测试中早期得到的测试结果的图示；

图4是来自图3中所示的相同测试但在该测试后期的测试结果的图示；

图5是根据本主题的用以评估图3和图4中对于齿轮箱劣化所示的测试结果所执行的步骤的图；

图6是根据本主题的进一步的实施例的用于评估图3和图4中对于齿轮箱劣化所示的测试结果所执行的步骤的图；以及

图7是根据本技术的机械健康监测设备的示意图。

贯穿该说明书和附图对参考标记的重复使用意图表示本发明的相同或相似的特征或元件。

项目清单