[发明专利]齿轮运行状态监测装置及方法

说明书

本发明涉及齿轮监测技术领域，具体涉及一种齿轮运行状态监测装置及方法，具体是在主驱动的驱动箱上与各个小齿轮对应的位置或与各个小齿轮所在齿轮轴对应的位置分别安装一组位移传感器，一组中的位移传感器沿主驱动的轴向间隔布置，各位移传感器用于检测到小齿轮齿面或者到齿轮轴外周面的距离，利用一组中各个位移传感器的检测数据得出对应齿轮轴的偏斜程度，若偏斜程度超出预定偏斜范围，则该齿轮轴所对应的小齿轮与大齿轮之间的啮合状态出现异常。本发明能够从整体上获知齿轮轴的偏斜程度，判断偏斜程度是否超出预定偏斜范围，从而准确知晓小齿轮与大齿轮之间的啮合状态是否出现异常。

技术领域

本发明涉及齿轮监测技术领域，具体涉及一种齿轮运行状态监测装置及方法。

背景技术

盾构机是一种用于城市轨道交通建设的掘进工具，越来越多地应用到隧道建设中。主驱动系统为盾构机的核心部件，例如授权公布号为CN205955741U的中国实用新型专利公开的一种盾构机主驱动系统布局结构，具体如附图1所示，盾体4上设有主驱动箱体(即驱动箱)3，输入轴1穿过主驱动箱体3与齿轮装置(包括齿轮轴2-1和设置在齿轮轴2-1上的小齿轮2-2)2输入端连接，小齿轮2-2与主轴承齿圈(即大齿轮)啮合并驱动主轴承5转动，主轴承5通过连接法兰与刀盘驱动法兰6连接，从而将动力由输入轴1依次传递至齿轮轴2-1、小齿轮2-2、主轴承5、刀盘驱动法兰6，最终带动刀盘转动。其中，齿轮轴2-1的两端通过轴承转动装配在驱动箱上，驱动箱上与小齿轮2-2对应的内侧位置设置有环筋7。

盾构机具体作业过程中，主驱动系统中的主轴承主要承受刀盘工作过程中的传递的轴向载荷、径向载荷、倾覆力矩以及扭矩，而盾构机的扭矩由多个减速机小齿轮共同驱动，小齿轮为主轴承提供驱动扭矩及支撑作用。由于加工误差、安装误差及大扭矩作用下，小齿轮与主轴承可能存在偏斜情况，影响齿轮的安全运行；同时，多个小齿轮如果不同步运行，扭矩的施加不再均匀分布，个别小齿轮会承受更大的扭矩，同样严重影响齿轮的安全运行。

目前现有技术中，为解决主驱动系统中大小齿轮运行不稳定的问题，申请公布号为CN114155486A的中国发明专利申请公开了一种主驱动系统的齿轮监测方法、装置及系统，通过摄像头模块能够采集小齿轮及主轴承齿圈(即大齿轮)的图像，主要观察齿面、齿根及啮合情况，采集完成后进行预处理，若发现故障图像时能够识别故障图像并进行分类识别判断：磨损、剥落和裂纹等，达到故障报警的目的，以此保证盾构机驱动系统的安全运行。

上述技术方案是通过摄像头采集小齿轮及大齿轮啮合位置的局部图像，不能从整体上获知齿轮轴的偏斜程度，无法判断齿轮轴的偏斜程度是否超出预定偏斜范围，因此无法准确知晓小齿轮与大齿轮之间的啮合状态是否出现异常。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮运行状态监测装置及方法，以解决现有技术中通过摄像头采集局部图像，无法判断齿轮轴的偏斜程度是否超出预定偏斜范围，进而无法准确知晓小齿轮与大齿轮之间的啮合状态是否出现异常的问题。

为实现上述目的，本发明中的齿轮运行状态监测方法采用如下技术方案：

齿轮运行状态监测方法，在主驱动的驱动箱上与各个小齿轮对应的位置或者与各个小齿轮所在齿轮轴对应的位置分别安装一组位移传感器，一组中的各个位移传感器沿主驱动的轴向间隔布置，各位移传感器用于检测到小齿轮齿面或者到齿轮轴外周面的距离，利用一组中各个位移传感器的检测数据得出对应齿轮轴的偏斜程度，若偏斜程度超出预定偏斜范围，则该齿轮轴所对应的小齿轮与大齿轮之间的啮合状态出现异常。