[发明专利]一种齿轮箱振动信号处理和分析方法在审

专利信息
申请号: 201910105458.6 申请日: 2019-02-01
公开(公告)号: CN109682597A 公开(公告)日: 2019-04-26
发明(设计)人: 汪江;陈松;高阳 申请(专利权)人: 朗坤智慧科技股份有限公司
主分类号: G01M13/021 分类号: G01M13/021;G01M13/028
代理公司: 南京钟山专利代理有限公司 32252 代理人: 上官凤栖
地址: 211106 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 参考轴 振动信号 时间序列 等角度采样 脉冲沿 信号处理和分析 齿轮箱振动 瞬时转速 转速信号 故障特征提取 抗混叠滤波 插值计算 太阳轮轴 同步采集 行星轮轴 转动机械 转速脉冲 齿轮箱 中间轴 重采样 采样 脉冲 多轴 滤波 虚拟 诊断 分析
【权利要求书】:

1.一种齿轮箱振动信号处理和分析方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一、使用多通道高速同步采集卡,同步采集参考轴转速信号、参考轴振动信号和非参考轴振动信号;

步骤二、由参考轴转速信号识别转速脉冲沿,自动计算每一个脉冲沿到达的时间,计算每两个脉冲之间的瞬时转速,同时对脉冲沿时间序列进行插值计算,得到等角度采样时间序列,即相对于参考轴的等角度采样序列;

步骤三、对参考轴振动信号进行数字抗混叠滤波处理,再由等角度采样时间序列对参考轴振动信号进行插值采样,得到参考轴等角度振动信号;

步骤四、由参考轴脉冲沿时间序列,使用插值滤波器对其进行升采样,再使用抽取滤波器进行降采样,得到非参考轴虚拟的脉冲沿时间序列,经过瞬时转速计算、等角度采样时间序列计算、数字抗混叠滤波和数字重采样,得到非参考轴振动信号的等角度波形。

2.如权利要求1所述的一种齿轮箱振动信号处理和分析方法,其特征在于:所述步骤一中,通过转速测量传感器采集参考轴转速信号,转速测量传感器使用电涡流传感器或者光电传感器;通过加速度传感器测量参考轴振动信号和非参考轴振动信号。

3.如权利要求1所述的一种齿轮箱振动信号处理和分析方法,其特征在于:所述步骤二中,首先由给定的阈值对参考轴转速脉冲信号进行阈值检波,识别脉冲信号上升沿或下降沿的脉冲沿时间序列[t0、t1、t2…tn],然后计算两个脉冲间的时间差dt0=t1-t0,dt1=t2-t1,…,dtn-1=tn-tn-1,计算得到参考轴瞬时转速和瞬时转动频率f;

对脉冲沿时间序列进行插值,插值运算采用级联积分梳状CIC插值滤波器,插值系数选为K,级数选择4级,滤波器的梳状部分的差分延时选1,脉冲沿时间序列插值得到的参考轴振动信号等角度采样时间序列为[x0、x1、x2…xKn-1]。

4.如权利要求3所述的一种齿轮箱振动信号处理和分析方法,其特征在于:所述步骤三中,由插值系数K及参考轴瞬时转动频率f,得到参考轴振动信号计算阶比跟踪重采样的采样频率为K*f,根据采样定理确定重采样前的抗混滤波器低通截止频率为K*f/2,采用Kaiser窗FIR低通滤波器对参考轴振动信号进行抗混滤波,删除不需要的高频频率成分,再由等角度采样时间序列[x0、x1、x2…xKn-1],经线性插值对参考轴振动信号进行插值采样,得到需要的参考轴等角度振动信号。

5.如权利要求4所述的一种齿轮箱振动信号处理和分析方法,其特征在于:所述步骤四中,假设参考轴与非参考轴的转速比为N/M,由参考轴脉冲沿时间序列,使用CIC插值滤波器对其进行M倍升采样,再使用CIC抽取滤波器对进行升采样后的序列进行N倍降采样,即可得到非参考轴虚拟的脉冲沿时间序列,再经过非参考轴瞬时转速计算、非参考轴等角度采样时间序列计算、非参考轴振动信号的数字抗混叠滤波和数字重采样,得到非参考轴振动信号的等角度波形。

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