[发明专利]一种多级链传动机构故障诊断系统及方法

说明书

本发明提供一种多级链传动机构故障诊断系统及方法，包括检测机构、控制器和状态监测装置；检测机构包括若干加速度传感器和光电传感器；加速度传感器用来检测多级链传动机构各链轮的振动加速度信号；光电传感器用来检测多级链传动机构各链轮转速信号；控制器分别与检测机构和状态监测装置连接；检测机构将检测的振动加速度信号和转速信号传递给控制器，控制器对各链轮的振动加速度信号进行处理计算，提取振幅信息和频率并与链轮谐波频率进行对比，判断是否发生故障以及确定发生故障的对应链轮。本发明诊断误差小、精度高、速度快，可以有效节省传动系统检查、维修、更换的时间，有效提高多级链传动机构的故障诊断效率。

技术领域

本发明属于收割机的多级链传动机构故障诊断研究领域，具体涉及一种多级链传动机构故障诊断系统及方法。

背景技术

目前，具有多级链传动机构的收割机，例如谷物联合收割机，工作环境恶劣并且工况复杂，整机工作时振动剧烈导致关键零部件容易产生疲劳破坏，因此谷物联合收割机多级链传动机构常常发生转轴转速下降、链轮链条损坏等问题。如果驾驶员未能及时发现并处理，问题链轮会造成转轴转速严重降低甚至停止工作，从而降低了脱粒效率浪费了大量粮食和时间，最终导致整机工作可靠性大大降低。现有技术中可以实现对联合收割机工作状态和故障情况的实时监测，但是大多结构复杂，成本昂贵，精度不高，无法准确定位到联合收割机多级链传动的故障点位置，且复杂的工作环境会导致现有测量信号失真和整机可靠性降低。因此，有必要对多级链传动机构进行实时监测，并对故障链轮精确定位。特别是为了有效提高谷物联合收割机工作效率和延长无故障时间，对谷物联合收割机多级链传动机构进行实时监测以及对问题链轮精确定位具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种多级链传动机构故障诊断系统及方法，通过利用若干加速度传感器和光电传感器的组合来实时监测多级链传动机构中链轮的工作状态，判别链轮是否存在故障以及确定故障链轮的位置。本发明诊断误差小、精度高、速度快，可以有效节省传动系统检查、维修、更换的时间，有效提高多级链传动机构的故障诊断效率。

本发明还提供一种具有该多级链传动系统故障诊断系统的收割机，特别是一种联合收割机，可以有效提高谷物联合收割机工作效率和延长无故障时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多级链传动机构故障诊断系统，包括检测机构、控制器和状态监测装置；

所述检测机构包括若干加速度传感器和光电传感器；所述加速度传感器用来检测多级链传动机构各链轮的振动加速度信号；所述光电传感器用来检测多级链传动机构各链轮转速信号；

所述控制器分别与检测机构和状态监测装置连接；

所述检测机构将检测的振动加速度信号和转速信号传递给控制器，所述控制器对各链轮的振动加速度信号进行处理计算，提取振幅信息和频率并与链轮谐波频率进行对比，判断是否发生故障以及确定发生故障的对应链轮。

上述方案中，当多级链传动机构正常工作时，各链轮的振动加速度时域信号振幅平均值为E，振幅峰值为M，频域信号振幅最高峰值为K；

当多级链传动机构发生故障时，则故障链轮处的链轮振动加速度时域信号振幅平均值变为E₁，振幅峰值变为M₁，频域信号振幅最高峰值变为K₁，且当E₁aE，M₁bM，K₁cK，其中a、b、c均为大于1时，所述控制器提取频域信号中最高峰值K₁对应的频率值f，并与链轮谐波频率Nf_Z进行对比，若|f-Nf_Z|≤d，其中Nf_Z为谐波频率，f_Z为链轮啮合频率，N为大于1的正整数，d大于或等于1，则判断为发生故障，所述状态监测装置显示发生故障对应的链轮。

上述方案中，所述控制器包括信号采集模块和分析处理模块；