[发明专利]齿圈动态形变检测系统及评估方法

说明书

本发明属于机械传动检测技术领域，具体公开了一种齿圈动态形变检测系统及评估方法，该检测系统包括加速度感知模块、信号调理模块、AD采样模块和数据处理模块，检测系统通过检测方法实现对齿圈的动态变形信息的检测，该采集装置包括壳体和检测系统，齿圈包括采集装置和齿圈本体。采用本技术方案，通过检测系统采集齿圈的加速度信号，并通过对信号的处理获取齿圈动态形变信息，实现对齿圈状态的动态评估，利用工作人员后续对齿圈的实时检查及维修。

技术领域

本发明属于机械传动检测技术领域，涉及一种齿圈动态形变检测系统及评估方法。

背景技术

行星齿轮传动具有高效、质量轻和传动比范围大等特点，被广泛用于风电机组传动系统中。内齿圈是行星齿轮传动系统中的重要部件,一般情况下通过螺栓或者花键与机体相配合在一起,并直接与行星轮啮合以传递运动和动力，内齿圈的运行状态检测以及故障诊断对维护设备正常运行有重大意义。

在生产实际中，由于行星轮、行星架、齿圈等部件存在加工误差和安装误差，会产生不同程度的行星轮系轴不对中，导致行星轮间的载荷不均以及单个行星轮在齿宽方向上载荷分布不均，进而导致在齿圈局部区域受载严重。而在行星轮系运转工程中，主动力矩与负荷反力矩之间失去平衡，致使合成扭矩的方向循环波动，最终会导致扭振产生，扭矩会导致齿圈产生形变，影响行星轮系运行的平稳性以及使用寿命。

现有的行星齿轮结构和运动形式上的复杂性，导致行星齿轮在工作过程中具有振动响应多源性与成分多样性，同时又由于精密复杂的行星排系内部空间狭小，机构封闭性导致传统的检测与分析方法失效，因此需要研发出能够满足以上特殊机械环境下的齿圈的动态特性检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿圈动态形变检测系统及评估方法，实现对齿圈动态形变信息的检测，提高检测精度。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种齿圈动态形变检测方法，包括如下步骤：

步骤一、获取齿圈端面上均布的2N个振动加速度传感器检测的数据，通过灵敏度系数获取多通道的振动加速度信号a₁,a₂,…,a_2N；

步骤二、通过周向呈180°布置的两对加速度信号、基于空间投影技术获得N组扭振加速度a_v1,a_v2,…,a_vN；

步骤三、基于N组扭振加速度a_v1,a_v2,…,a_vN差异得到该齿圈变形矩阵ψ＝(ξ₁,ξ₂,...,ξ_N)，扭振信号时序点为i，扭振信号序号为k，信号总长度为M_t，

步骤四、得到齿圈实时动态变形序列λ(i)以及动态变形因子κ，

κ＝max[λ(i)],i＝0,1,2,...,M_t

根据动态变形序列λ(i)以及动态变形因子κ分析齿圈的形变程度。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：利用设置在齿圈端面上的振动加速度传感器检测所需的加速度信号，采集端与齿圈的距离较小，采集的信号更为清晰可靠。利用加速度信号获取扭振信号，再根据扭振信号获取最终所需的动态变形信号，工作人员可根据动态变形序列和动态变形因子分析齿圈的形变信息，了解齿圈的动态特性，便于齿圈的检查维修，使对齿圈的故障诊断更为精确。

进一步，步骤二中获取扭振加速度的方法为：