[发明专利]齿轮箱轴转速信息提取方法、系统、装置及存储介质

权利要求书

1.一种齿轮箱轴转速信息提取方法，其特征在于，包括：

采集齿轮箱运行时的振动响应信号；

对所述齿轮箱运行时的振动响应信号进行时域离散，得到时域离散的振动响应信号；

对所述时域离散的振动响应信号进行分段的短时快速傅里叶变换，得到频域响应信号；

从所述频域响应信号中提取齿轮箱轴运行的瞬时频率；

通过对齿轮箱轴运行的瞬时频率进行积分，获得齿轮箱轴运行的相对相位角，进而得到齿轮箱轴运行的相对相位角-时间序列；

根据齿轮箱轴运行的相对相位角-时间序列，得到齿轮箱轴转动整周期的位置，从而形成键相脉冲信号；

所述从所述频域响应信号中提取齿轮箱轴运行的瞬时频率，包括：

(1)从所述频域响应信号中获取选定频域响应信号的频率范围内的最大频域响应及其对应的频率值；

(2)根据选定的频域响应信号的频率范围确定齿轮箱轴运行的瞬时频率，包括：

(2.1)若选定的频域响应信号的频率范围是齿轮箱轴轴速的频率范围，则齿轮箱轴运行的瞬时频率为频域响应信号的频率范围内的最大频域响应对应的频率值f_max；

(2.2)若选定的频域响应信号的频率范围是与齿轮箱轴连接的齿轮的啮合频率范围或该啮合频率的n倍频范围，则齿轮箱轴运行的瞬时频率为f_max/(N_p×n)，其中，N_p是与齿轮箱轴连接的齿轮的齿数，n是倍频数。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱轴转速信息提取方法，其特征在于，采用等时采样模式对所述齿轮箱运行时的振动响应信号进行时域离散。

3.根据权利要求1所述的齿轮箱轴转速信息提取方法，其特征在于，所述根据选定的频域响应信号的频率范围确定齿轮箱轴运行的瞬时频率之后，还包括：

通过重采样得到与时域离散的振动响应信号相同采样率的齿轮箱轴运行的瞬时频率-时间序列。

4.根据权利要求1所述的齿轮箱轴转速信息提取方法，其特征在于，所述从所述频域响应信号中获取选定频域响应信号的频率范围内的最大频域响应及其对应的频率值，包括：

从所述频域响应信号中获取选定频域响应信号的频率范围内的最大频域响应及其对应索引；

在最大频域响应附近选取多个频域点，获得频域响应信号的频率范围内的最大频域响应对应的频率值。

5.一种齿轮箱轴转速信息提取系统，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集齿轮箱运行时的振动响应信号，对齿轮箱运行时的振动响应信号进行时域离散，得到时域离散的振动响应信号；

信号变换模块，用于对所述时域离散的振动响应信号进行分段的短时快速傅里叶变换，得到频域响应信号；

瞬时频率提取模块，用于从所述频域响应信号中提取齿轮箱轴运行的瞬时频率；

相位角提取模块，用于利用所述齿轮箱轴运行的瞬时频率获得齿轮箱轴运行的相对相位角；

信号合成模块，用于利用所述齿轮箱轴运行的相对相位角合成表示齿轮箱轴转速信息的键相脉冲信号。

6.一种齿轮箱故障检测方法，其特征在于，将采用权利要求1至4中任一项所述的齿轮箱轴转速信息提取方法得到的键相脉冲信号与振动响应信号进行联合分析，进行齿轮箱故障检测，所述齿轮箱故障检测方法包括：

获得与齿轮转速同步的转速信号；

将所述与齿轮转速同步的转速信号作为参考触发信号，对振动响应信号进行等角度同步重采样，得到齿轮的周期信号；

对所述齿轮的周期信号进行分段，将所述与齿轮转速同步的转速信号作为采样触发信号，对齐相位进行叠加再平均，得到时间同步平均分析结果；

对所述时间同步平均分析结果进行频谱分析，得到时间同步阶次谱分析结果；

根据所述时间同步平均分析结果和所述时间同步阶次谱分析结果，得到齿轮箱故障检测结果。

7.一种齿轮箱轴转速信息提取装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的齿轮箱轴转速信息提取方法。

8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的齿轮箱轴转速信息提取方法。