[发明专利]一种活齿减速器故障定位方法

说明书

技术领域

本发明属于活齿减速器领域，具体涉及一种齿轮减速器故障定位的方法。

背景技术

活齿减速器是一种传动装置，具有传动比大、传动效率高、转动平稳、体积小、重量轻、噪声小等一系列优点，己经被应用于机械、纺织、铁路、冶金、矿山、建筑和造船等领域。

随着活齿减速器的应用领域不断扩展，常常由于本身故障问题而影响其正常工作，较严重的就会产生连锁反应，导致整个设备损坏甚至整个生产过程不能正常运行，造成巨大的经济损失。如何准确及时地识别活齿减速器运行过程中萌生和演变的故障，对机械系统安全运行、避免重大事故具有重大意义。目前，针对减速器的故障诊断方法（如快速傅里叶变换FFT、时间序列分析、小波分析、神经网络等）已有不少，但这些方法往往只选取了单个域（时域/频域）的一个或多个参数进行特征分析，虽能在一定程度上识别故障但难以实现故障的准确定位，更多的是依靠技术人员或工程师的经验来判断，耗时费力且误诊率较高。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种准确性更高的活齿减速器故障定位方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种活齿减速器故障定位方法，包括以下步骤：

（1）采集活齿减速器在正常运行状态下的振动时域信号；从振动时域信号中截取连续的采样数为n的不重叠的V组正常信号；并将每组时域信号的波形转换成频域分布；其中n和V均为大于1的正整数；

（2）分别计算V组正常信号数据的8个特征参数C₁～C₈，构成观测数据集C={C_vi}_V×8；对C做改进的主分量分析处理，得到时频主分量Y和载荷矩阵W；

（3）根据时频主分量Y的χ²统计量U，构建时频主分量统计特征图，并绘制出时频主分量统计特征图上的正常区域；

（4）采集活齿减速器在第一故障状态下的振动时域信号，从振动时域信号中截取连续的采样数为n的不重叠的V组故障信号；并将每组时域信号的波形转换成频域分布；

（5）分别计算V组故障信号数据的8个特征参数构成观测数据集对C^(b)做标准化处理后与载荷矩阵W相乘，得到第一故障时频主分量Y^(b)；

（6）在时频主分量统计特征图上绘制由第一故障时频主分量Y^(b)构成的第一故障分区；

（7）按照步骤（4）-（6）所示的方法遍历活齿减速器的所有故障状态，在时频主分量统计特征图上得到若干个故障分区；

（8）采集活齿减速器在运行状态下的振动时域信号；从振动时域信号中截取连续的采样数为n的不重叠的V组待诊断信号；并将每组时域信号的波形转换成频域分布；

（9）分别计算V组待诊断信号数据的8个特征参数C₁'～C₈'，构成观测数据集C'={C_vi'}_V×8；对C'做做标准化处理后与载荷矩阵W相乘，得到待诊断时频主分量Y'；

（10）在时频主分量统计特征图上绘制由待诊断时频主分量Y'构成的待诊断区域；

（11）若待诊断区域位于正常区域内，则判断出活齿减速器无故障；若待诊断区域位于任意一个故障分区内，则判断出活齿减速器存在与故障分区对应的故障类型；否则，活齿减速器存在未知故障。

步骤（2）中所述特征参数包括4个时域分布中的无量纲统计特征参数：

波形指标：C1=xrmsx‾]]>峰值：C2=xmxrms]]>