[发明专利]传动系统共振破裂自动侦察识别与防范监控方法

权利要求书

1.传动系统共振破裂自动侦察识别与防范监控方法，其特征在于：包括有安装在齿轮轴上的转速传感器，安装在齿轮箱各轴承座上的振动冲击检测传感器，和在线监控装置，在线监控装置与各传感器连接；采用转速跟踪并行方式，采集各传感器所测振动冲击信号，和对应的加速度和共振解调信号，并输出经分析决策的控制信息的在线监控装置：

1)按照振动冲击检测传感器、各传感器所辖轴承数B、各轴承所属零件类及关联的本轴齿轮齿数X、各轴承的关键参数：中径Do、滚子直径d、滚子数Z、接触角a、各齿轮的传动比C、以及转速传感器对应齿轮的转速频率fn，建立共振多维侦察矩阵确认可能渐变的各种部件的共振频率；

2)然后针对所发现的各种部件共振频带进行全速范围的长期连续监测，当发现共振振动超出限制值时，则发出预报警，并提出避免危险共振的转速控制对策；

3)当发现共振部件裂损或破坏的对应的共振频率向低漂移2％以上的特征时，则立即发出1级或2级报警，申请及时维修；

4)在刚刚加装在线监控装置无法针对各种部件共振频带进行全速范围的长期连续监测，但发现接近于其它同型部件的共振频率的大幅度振动之同时出现同步冲击则立即发出1级或2级报警，申请及时维修。

2.根据权利要求1所述的传动系统共振破裂自动侦察识别与防范监控方法，其特征在于：通过建立共振多维侦察矩阵的方法，来确认可能渐变的各种部件的共振频率，其原理是利用任意旋转部件的各阶振动的频率随转速变化、而当该频率与齿轮箱及传动部件共振频率接近或吻合时，所激发的齿轮箱或传动部件谐振系统的强烈振动、并反映在齿轮箱各轴承上的振动冲击检测传感器的振动信号中；当3种以上旋转部件在不同转速下的某阶振动频率为相近频率、并激发齿轮箱或传动部件强烈振动时，则确认该频率为齿轮箱或传动部件的共振频率FG，系统的输入激励为旋转部件的各阶振动信息，齿轮箱及传动系统为谐振系统，系统输出为齿轮箱振动信息，

旋转部件各阶振动输入激励特征频率函数是：

保外振动频率

保内振动频率

外环振动频率

内环振动频率

滚单振动频率

滚双振动频率

本齿振动频率f＝fn×n,n＝1、2、3；

邻齿振动频率f＝C×fn×n,n＝1、2、3；

啮合振动频率f＝X×fn；

公式中，Do为轴承的中径，d为滚子直径，α为滚子接触角，Z为滚子数量，fn为转速频率，C为传动比，X为齿轮齿数，n＝1、2、3表示各类振动的1、2、3阶。

3.根据权利要求2所述的传动系统共振破裂自动侦察识别与防范监控方法，根据运动学理论，当各旋转部件振动源振动幅度S一定、各旋转部件的特征振动频率为f时，振动源的加速度为a＝-(2πf)²·S·sin(2πft)；f与fn为正比关系，所以加速度a与转速频率fn的平方成正比关系；以机械二阶谐振系统的特征作为识别共振及共振频率的理论依据：当用加速度来侦察齿轮箱谐振系统的振动时，输入激励源的振动幅度S_in，侦察得到的振动加速度a_out，当不存在谐振系统影响时，S_in与a_out应满足传递函数a＝-(2πf)²·S·sin(2πft)，其特征在于：如果系统输出的加速度a'_out大于传递函数的加速度a_out的3倍以上时，即认为是“齿轮箱或传动部件强烈振动”；该加速度极大值对应的频率f即为谐振系统的共振频率FG，如果3种以上旋转部件即不同振动源都能激起该FG的“齿轮箱或传动部件强烈振动”，则证明齿轮箱或传动部件共振于频率FG。

4.根据权利要求1所述的传动系统共振破裂自动侦察识别与防范监控方法，其特征在于：针对所发现的各种部件共振频带进行全速范围的长期连续监测，当发现共振振动超出该机械部件设计规定的限制值AX时，AX为8～12g，则发出预报警；并发送出避免危险共振的转速控制对策为：增加或减小转速3％以上，至避开共振的振动降低到限制值AX的1/2以下。