[发明专利]一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法。

背景技术

万向轴常被用于驱动轴与被动轴不同心的或很难保证同心的传动系统。万向轴系通常包括驱动轴、驱动轴与万向轴连接的联轴器、万向轴、万向轴与被动轴连接的联轴器、被动轴(如附图1-2所示)。其中的联轴器多为使用滚动摆动轴承的2爪(十字头)联轴器(如附图1-3所示)、使用滑动摆动轴承的2爪联轴器(如附图1-5所示)、(四边形)碟片式2爪联轴器(如附图1-4(a)、1-4(b)所示)，套齿联轴器(等同于8爪或4爪联轴器)(如附图1-7(a)、1-7(b)所示)，称为偶数联轴器，也有(六边形)碟片式3爪联轴器等，称为奇数联轴器；其每一个联轴器两边的爪，直接或通过摆动轴承与万向轴端及驱动轴、被动轴端的轴头连接，驱动轴、被动轴通过安装在驱动端机器、被动端机器外壳上的驱动轴承座和被动轴承座中的多个多种型号的轴承支承。

因此，万向轴系是一个复杂的传动系统，更是一个故障多发的系统：万向轴系存在固有频率为F_H的横向共振内因、固有频率为F_N的扭转共振内因及不平衡因素，轴系存在联轴器轴承(摆动运行的滚动或滑动轴承)的振动或损伤、驱动端轴承和被动端轴承的振动或损伤，以及驱动端机器和被动端机器内部的齿轮、轴承振动或损伤。

这些振动几乎是必然存在的，因为所有运动的部件、零件在运转中都会产生振动。但这些振动由于激发机器或轴系的共振因素发生共振，便出现强烈振动，进而导致某些部件、零件加速疲劳、损伤，而这些振动和损伤又相互作用导致系统加速破坏。

为了保障安全，必须检测万向轴系的故障并适时建议维修或更换故障部件。然而故障多发的万向轴、联轴器和摆动轴承都是旋转部件，不能安装接触式的传感器。只能在驱动轴承座和被动轴承座上安装接触式传感器。而分离、分析、诊断传感器信号中的上述部件的故障信息便成为安保和故障诊断的关键难题。

在现有技术中，有在万向轴两端的驱动轴轴承座上和被动轴轴承座上加装振动传感器，通过检测振动是否超过限制值而报警的检测方法。其缺陷是：由于万向轴必然存在横向和扭转振动，而且该振动主要是外因激励而发生的；振动较大时并不意味着轴系一定存在故障，而振动较小时也不意味着轴系一定没有故障。而引发事故的风险性故障时常在振动不很大但存在着损伤所致的空行程冲击时突然发生。

为此，特提出一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法。

其中，高孤谱是本发明者诊断万向轴系故障而专门定义的一种特殊诊断谱图，是指轴系存在风险故障时的振动、冲击所体现的几乎没有或仅有相对较小的转频的1阶谱，而却有等于联轴器爪数(偶数q或奇数p)的整数阶谱及其自然数倍数的谱。

万向轴系在运转过程中存在横向共振、扭转共振及不平衡因素，从而引起万向轴系在运动中产生各种振动信号谱线，本发明，将因强烈振动导致轴系旋转部件出现破损故障时将出现的高孤谱特征，通过装置中含有的高孤谱诊断及监控软件，完成识别诊断万向联轴器轴系故障。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法，该方法所用系统包括安装在万向轴两端联轴器外的驱动端机器轴和被动端机器轴之轴承座上的振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2，与万向轴系有固定传动比关系的轴上的转速传感器S，及与所述振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2、转速传感器S连接并实现诊断、报警的监控装置JKQ；其特征在于：该方法是将振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2的输出信号均接到监控装置JKQ的振动监测通道和共振解调通道，转速传感器S的输出信号接到监控装置JKQ的转速通道；振动监测通道输出的振动信号和共振解调通道输出的冲击信号经过转速跟踪AD变换器输入到监控装置JKQ的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件，转速通道输出的转速脉冲信号经过转速接口被输入到监控装置JKQ的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件；利用监控装置JKQ含有的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件，对振动、冲击、转速信号依据高孤谱诊断及监控方法进行分析处理，输出轴系故障报警及防止轴系破坏风险的监控操作信息。