[实用新型]一种风机齿轮箱故障诊断系统

说明书

技术领域

本实用新型属于检测设备领域。 

背景技术

风机的工作环境恶劣多变，齿轮箱中的部件长期处于高负荷、快转速的工作状态，在持续的冲击下，齿轮箱内的零件很容易发生故障。从风力发电机组齿轮箱发生的故障来看，主要是齿轮、轴承部件的损坏和磨损。这些磨损出现以后表面的金属微粒可能会污染润滑剂，使传动效率下降产生噪声，严重情况可能造成轮齿折断造成机组停机。 

现有的风机齿轮箱故障诊断系统结构复杂，系统稳定性低，由于电路结构复杂，不便于检测维修，且使用的故障诊断方法经验模态分解（EMD）对信号进行分析时有时会出现模态混叠的现象，影响分解效果，不利于解析序列分量的真实物理意义，降低了预测模型对各分量的适应性，进而影响到诊断精度。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种进行状态监视，及时发现问题，及时处理，以便及时安排检修的风机齿轮箱故障诊断系统。 

本实用新型是由探测节点、监控终端组成： 

探测节点由齿轮箱实验台、信号调理模块、PIC24HJ128GP504单片机、编号预置电路、无线数据传输模块组成；

监控终端由无线数据传输模块、PIC24HJ128GP504单片机、蜂鸣报警器和液晶显示器组成；

 传感器采用压电式加速度传感器，三个加速度传感器分别布置在输入轴的前侧和后侧的轴承位置及输出轴的前侧轴承位置；

转速传感器信号调理电路：转速传感器的1脚接24V电源，2脚接地，信号输出端4脚通过一电阻R2后，与电压转换芯片IGS204的1脚相连，IGS204的8脚与信号调理芯片ZCM3271的1脚相连，ZCM3271通过S1端与无线射频发射电路的PIC24HJ128GP504单片机的SI端相连；

加速度传感器信号调理电路：传感器信号输出端BNC与信号调理芯片ZCM3271的1脚相连，三个ZCM3271通过 S2、S3、S4端分别与无线射频发射电路中PIC24HJ128GP504单片机的S2、S3、S4端相连；

编号预置电路5：SW DIP-S的1-8端分别与无线射频发射电路中PIC24HJ128GP504单片机的RC0-RC7端相连，并且PIC24HJ128GP504单片机的RC0-RC7端通过电阻R18-R25与5V电源相连；

无线数据传输模块的D0脚与与无线射频发射电路中PIC24HJ128GP504单片机的33脚相连，D1脚与与无线射频发射电路中PIC24HJ128GP504单片机的34脚相连；

无线数据传输模块的D0脚与与无线射频接收电路中PIC24HJ128GP504单片机的33脚相连，D1脚与与无线射频接收电路中PIC24HJ128GP504单片机的34脚相连；蜂鸣报警器与PIC24HJ128GP504单片机相连；液晶显示器的7-14脚分别与PIC24HJ128GP504单片机的RB0-7脚相连，其4-6脚分别与单片机PIC24HJ128GP504单片机的12-14脚相连。

本实用新型设计一个具有可移动性，结构简单，便于维护，具有扩展性，且诊断精度高，诊断结果显示清晰，让操作者对齿轮箱的概况轻松了解的系统： 

本实用新型中，采用了编号预置电路，可通过预置编号控制传感器的数量，系统最多可采集255路传感器信号，可以满足以后测试扩展的需要；

系统通过无线射频进行非接触的双向数据通信，监控终端实时监测数据，并通过液晶显示器LCD显示监测结果，若有故障发生，LCD显示故障信号，蜂鸣器会发出蜂鸣声音；

由于系统是通过无线射频进行非接触的双向数据通信，故系统的监测终端具有可移动性，工作人员可根据实际情况移动监测终端设备，甚至可随身携带监测终端，24小时监控齿轮箱状况；

系统具有可扩展性，如图1所示，监测终端单片机可通过无线网络将监测结果发送至PC机，PC机软件的主界面上会实时显示齿轮箱的运行情况：故障状态指示灯分别以红/绿颜色显示了齿轮箱有/无故障；状态指示栏会以详细的文字来描述系统的运行状态；在界面上还显示了齿轮箱的运行信息，包括输入轴、输出轴转速，振动信号采样率，振动点实时的时域及频域波形信息，让操作者对齿轮箱的概况轻松了解。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图； 

图2是转速传感器信号调理电路；

图3是三个加速度传感器信号调理电路；

图4是5V电源转换电路；

图5是探测节点单片机电路；

图6是监测终端单片机电路。