[发明专利]一种齿轮箱状态监测与故障分析方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备故障诊断领域，特别涉及一种齿轮箱状态监测与故障分析方法及装置。

背景技术

依据世界风能协会(WWEA)的统计数据显示，2001年至2010年期间，全球风能装机容量保持每三年翻番的速度。截止到2010年底，全球有83国家已经开发风能，全球风力发电量达到430太瓦时，占全球电力供应总量的2.5％，总量超过世界第六大经济体——英国全年的用电需求。

风能在我国的发展更是令世人瞩目。据统计，2010年我国(不包括台湾地区)风电装机容量18,927.99MW，连续第二年增量居世界首位，截止2010年底，我国风电装机总量为44,733.29MW，位居世界第一。本世纪初，我国风电产业只有几个示范项目，自2006年开始，我国风电行业进行跨越式发展，到2009年，我国风电装机容量连续4年增速超过100％。我国的风力发电机组最初完全依靠进口，国内风电制造企业经过迅猛发展，到2010年，已有四家国内整机制造企业进入世界前十强，国产风机产量占世界总量2/5强，国内市场占有85％的份额，三家国内风力发电运营商位列全球前十。

风力发电行业的快速增长导致了风力发电机组运行维护费用同时持续增长，对于陆上型风力发电机组，运行维护成本占每度电价格的10-15％，对于海上风力发电机组，其比例接近25-30％。目前全世界商业运行的海上风电机组均为双馈型风力发电机组，根据国内外不同研究机构统计数据，双馈机组故障主要集中在齿轮箱、叶片、发电机、电气系统、偏航系统、传动链、控制系统等关键部件。双馈机组中的齿轮箱通过旋转运动，把风轮吸收的风能进行传递，由于风速的不断变化，齿轮箱不断受到变化的冲击载荷作用，容易出现故障，导致机组的停机，产生高额的维修费用，造成巨大的经济损失。

针对现有技术中的不足，设计一种在不破坏齿轮箱的条件下真实的产生若干种齿轮箱的常见故障，快速实现不同故障情况间的切换和故障情况与正常情况的切换，从而实现对齿轮箱的状态监测和故障分析的一种齿轮箱状态监测与故障分析方法及装置十分必要，是机械设备故障诊断领域目前急待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提出了一种齿轮箱状态监测与故障分析方法及装置，通过监测模块监测齿轮箱状态并获取振动信号和油质信息，并采集齿轮箱的振动信号和油质信息进行分析处理，进而将处理后的信息进行分类整理作为故障诊断依据，本方案能够在不破坏齿轮箱的前提下，快速实现不同故障情况间的切换和故障情况与正常情况的切换，从而实现对齿轮箱的状态监测和故障分析。

为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种齿轮箱状态监测与故障分析方法，包括：

步骤一、通过监测模块监测齿轮箱状态并获取振动信号和油质信息；

步骤二、通过采集器采集齿轮箱的振动信号和油质信息；

步骤三、将齿轮箱的振动信号和油质信息进行分析处理；

步骤四、将处理后的信息进行分类整理作为故障诊断依据。

优选的，上述步骤一中，所述齿轮箱状态包括正常运行状态以及故障状态。

优选的，上述故障状态包括但不限于齿轮啮合故障、轴不对中故障、轴向窜动故障、润滑油污染故障、地脚螺栓松动故障。

优选的，上述步骤二中，采集器通过采集齿轮箱在不同故障状态下的振动信号。

优选的，上述步骤二中，是通过油质分析仪获取齿轮箱润滑油污染程度与污染物之间的特征信息，以获取油质信息。

优选的，上述步骤四中，是通过齿轮箱故障状态下运行的信息进行分类整理作为故障诊断依据。

一种齿轮箱状态监测与故障分析装置，包括监测模块、采集模块、分析模块以及分类模块，通过监测模块监测齿轮箱状态并获取振动信号和油质信息，并采集齿轮箱的振动信号和油质信息进行分析处理，进而将处理后的信息进行分类整理作为故障诊断依据。

优选的，上述监测模块用于监测齿轮箱状态并获取振动信号和油质信息。

优选的，上述采集模块用于采集齿轮箱的振动信号和油质信息。

优选的，上述分类模块用于将处理后的信息进行分类整理作为故障诊断依据。

优选的，进一步包括齿轮箱，齿轮箱采用行星轮加两级平行轴结构，箱体采用上下分离设计结构，上下箱体用螺栓紧固。

优选的，进一步包括电动机和联轴器，所述电机的输出轴和齿轮箱的输入轴连接处采用刚性联轴器。