[发明专利]齿轮传动系统冲击振动能量传递损耗率检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击振动能量传递损耗率检测系统，具体涉及一种齿轮传动系统冲击振动能量传递损耗率检测系统及方法。

背景技术

目前，对齿轮箱内部齿轮传动系统冲击振动故障的诊断，主要是通过在箱体表面提取特征信号，然后运用不同方法(如小波变换、神经网络分析、峰值能量法等)对信号进行分析处理，再结合仿真模拟和理论分析，反推内部故障的部位和损伤程度。

近年来，用于轴承故障诊断的峰值能量技术在许多工业领域已经得到成功应用，峰值能量测量能提供某些机械故障的早期预测。

[0003]通过阅读文献可知，与齿轮传动的常规振动相比较，齿轮早期故障所引起的振动激励非常微弱，振动响应的传递路径很复杂，振动信号所包含的信息丰富、频率成分复杂，有用的故障信息往往被淹没在其它频率成分和测量噪声之中。此外，对于具体箱体内部冲击振动时峰值能量在各零部件连接界面间的传递损耗率及其随输入变化的规律还未探知。由于上述原因导致对齿轮传动早期故障的定位和损伤程度估计困难。

发明内容

本发明旨在解决现有技术所存在的上述不足，特别创新地提出了一种可对齿轮传动系统冲击振动时峰值能量在各零部件连接界面间的传递损耗率进行测算的系统及方法，结合齿轮传动系统输入输出端峰值能量的变化，可用来定位齿轮传动系统早期故障和估计其损伤程度。

本发明为实现上述目的，提供了一种齿轮传动系统冲击振动能量传递损耗率检测系统，包括“齿轮-轴-轴承”系统固定装置、冲击振动触发装置和振动能量检测装置三个部分。“齿轮-轴-轴承”系统固定装置由底座和箱体式轴承座构成，箱体式轴承座通过螺钉固定于底座上，被测“齿轮-轴-轴承”系统通过轴承外圈与箱体式轴承座过盈配合连接。

冲击振动触发装置，由一龙门支架和一摆锤指针机构组成。摆锤指针机构的基部通过一轴承与龙门支架的横杆过盈配合连接，摆锤可在一个与龙门支架横杆垂直的平面内摆动。

振动能量检测系统，其包括一信号调理仪、一振动测量仪和四个压电式加速度传感器。

所述箱体式轴承座内可拆卸式的装入对应尺寸的被测轴承及其相连轴和齿轮，轴承座底面通过螺钉紧固于底座上。

所述摆动指示机构包括一龙门支架，龙门支架横杆两端通过双头螺栓与竖直支架连接，可实现横向移动调节；下端通过螺钉紧固链接到底座上。

所述摆动指示机构包括一量角器，量角器圆心钻有与龙门支架横杆同直径的通孔，所述龙门支架横杆穿过量角器通孔，量角器上钻有一辅助定位小孔。

所述摆动指示机构包括一定位圈，定位圈内径与所述龙门支架横杆直径相同，所述龙门支架横杆穿过定位圈内圈，通过过盈配合连接，定位圈上钻有一辅助定位的螺纹孔，与所述量角器上辅助定位孔通过一螺钉连接固定。

所述摆动指示机构包括一轴承，轴承内径与所述龙门支架横杆直径相同，所述龙门支架横杆穿过轴承内圈，通过过盈配合连接。

所述摆动指示机构包括一套圈，套圈内圈与所述轴承外圈通过过盈配合连接，套圈上方连有一垂直指向量角器刻度线平面的T型指针，下方与摆锤连接。

所述摆锤可绕所述龙门支架横杆摆动，且摆锤锤尖摆动弧线与被测齿轮分度圆相切。

所述4个压电式加速度传感器磁铁吸附式安装于摆锤、轴承座及被测轴和齿轮上，所述加速度传感器提取的信号经过信号调理仪到达振动测量仪。

本发明还提供了一种齿轮传动系统冲击振动能量传递损耗率检测方法，包括“齿轮-轴-轴承”系统固定装置、冲击振动触发装置和振动能量检测装置，其特征在于包括以下步骤：

S1.将被测箱体内部齿轮及其相连轴和轴承装入一对应尺寸的固定装置——箱体式轴承座上，将振动能量检测装置的4个压电式加速度传感器分别安装于齿轮、轴、轴承、及摆锤和轴承座各测点处，传感器检测信号输出端分别接入信号调理仪的四个输入信道，对应输出端分别接入振动测量仪的四个输入通道；

S2.转动调节齿轮及摆锤指针机构的摆锤锤尖，使摆锤锤尖能够与齿轮齿面的节圆附近部分有接触，接通各用电仪器电源，并开启仪器，设置各仪器的相关参数，预热几分钟后选择开始记录数据，拉起摆动指示机构的摆锤到一所需摆速对应的高度后松开，使其垂头撞击齿轮齿面，产生冲击振动能量信号，待信号衰减趋于稳定后选择停止记录；