[发明专利]一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法

摘要

一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法，是利用安装在万向轴两端联轴器外的驱动端机器轴和被动端机器轴之轴承座上的振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2，转速传感器S，与振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2、转速传感器S连接并实现诊断、报警的监控装置JKQ，及监控装置JKQ含有的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件，对振动、冲击、转速信号依据高孤谱诊断及监控方法进行分析处理，输出轴系故障报警及防止轴系破坏风险的监控操作信息。利用该方法，能对高铁动车的万向轴系、地铁车辆十字形联轴器等2爪联轴器、套齿式联轴器、风力发电机的六边形3爪联轴器等进行安全监控，为机械设备的安全提供风险控制。

主权项

一种万向联轴器轴系故障的高孤谱诊断及监控方法，该方法所用系统包括安装在万向轴两端联轴器外的驱动端机器轴和被动端机器轴之轴承座上的振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2，与万向轴系有固定传动比关系的轴上的转速传感器S，及与所述振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2、转速传感器S连接并实现诊断、报警的监控装置JKQ；其特征在于：该方法是将振动冲击复合传感器A1、振动冲击复合传感器A2的输出信号均接到监控装置JKQ的振动监测通道和共振解调通道，转速传感器S的输出信号接到监控装置JKQ的转速通道；振动监测通道输出的振动信号和共振解调通道输出的冲击信号经过转速跟踪AD变换器输入到监控装置JKQ的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件，转速通道输出的转速脉冲信号经过转速接口被输入到监控装置JKQ的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件；利用监控装置JKQ含有的轴系故障的高孤谱诊断及监控软件，对振动、冲击、转速信号依据高孤谱诊断及监控方法进行分析处理，输出轴系故障报警及防止轴系破坏风险的监控操作信息；轴系故障的高孤谱诊断及监控软件的高孤谱诊断及监控方法步骤如下：当联轴器两边的连接爪为偶数p，轴系故障的高孤谱诊断及监控软件的高孤谱诊断及监控方法，则为偶孤谱诊断及监控软件的偶孤谱诊断及其监控方法，步骤是：A，诊断振动偶孤谱：对转速跟踪AD变换器采集的振动信号进行FFT分析，获取对应万向轴转速频率Fn的偶数p及其N倍数阶振动幅值ApNfn，如Apfn、A2pfn、A3pfn、A4pfn……；获取对应万向轴转速频率Fn的偶数p及其N倍数加减1阶振动幅值A(pN±1)fn，如A(p±1)fn、A(2p±1)fn、A(3p±1)fn、A(4p±1)fn……；若Apfn大于振动限制标准值AB＝5*j[g]，并且ApNfn大于kA(pN±1)fn，则ApNfn为振动偶孤谱，如Apfn、A2pfn、A3pfn、A4pfn……分别为振动p孤谱、振动2p孤谱、振动3p孤谱、振动4p孤谱，式中，[g]为重力加速度单位，j为传输修正系数，j＝0.1～1.0，k为孤立系数，取值范围为1～10；N为自然数，范围为1～10；p为大于等于2的偶数；B，诊断冲击偶孤谱：对转速跟踪AD变换器采集的共振解调信号进行FFT分析，获取对应万向轴转速频率Fn的偶数p及其N倍数阶冲击共振解调幅值IpNfn，如Ipfn、I2pfn、I3pfn、I4pfn……；获取对应万向轴转速频率Fn的偶数p及其N倍数加减1阶冲击共振解调幅值I(pN±1)fn，如I(p±1)fn、I(2p±1)fn、I(3p±1)fn、I(4p±1)fn……；若Ipfn大于冲击限制标准值IB＝10000*j[SV]，并且IpNfn大于kI(pN±1)fn，则IpNfn为冲击偶孤谱，如Ipfn、I2pfn、I3pfn、I4pfn……分别为冲击p孤谱、冲击2p孤谱、冲击3p孤谱、冲击4p孤谱，式中，[SV]为冲击共振解调单位，j为传输修正系数，j＝0.1～1.0，k为孤立系数，取值范围为1～10；N为自然数，范围为1～10；p为大于等于2的偶数；C，求取偶孤谱振动ApNfn、偶孤谱冲击IpNfn的偶孤谱频谱相对积XpNfn＝ApNfn*IpNfn；D，报警及级别判定：若偶孤谱频谱相对积Xpfn大于7500[g*SV]，则发出1级报警；若偶孤谱频谱相对积Xpfn大于7500[g*SV]，并且偶孤谱频谱相对积Xp2fn大于3750[g*SV]，则发出2级报警；当联轴器两边的连接爪为奇数q，轴系故障的高孤谱诊断及监控软件的高孤谱诊断及监控方法，则为奇孤谱诊断及监控软件的奇孤谱诊断及其监控方法，步骤是：A，诊断振动奇孤谱：对转速跟踪AD变换器采集的振动信号进行FFT分析，获取对应万向轴转速频率Fn的奇数q及其N倍数阶振动幅值AqNfn，如Aqfn、A2qfn、A3qfn、A4qfn……；获取对应万向轴转速频率Fn的奇数q及其N倍数加减1阶振动幅值A(qN±1)fn，如A(q±1)fn、A(2q±1)fn、A(3q±1)fn、A(4q±1)fn……；若Aqfn大于振动限制标准值AB＝5*j[g]，并且AqNfn大于kA(qN±1)fn，则AqNfn为振动奇孤谱，如Aqfn、A2qfn、A3qfn、A4qfn……分别为振动q孤谱、振动2q孤谱、振动3q孤谱、振动4q孤谱，式中，[g]为重力加速度单位，j为传输修正系数，j＝0.1～1.0，k为孤立系数，取值范围为1～10；N为自然数，范围为1～10；q为大于等于3的奇数；B，诊断冲击奇孤谱：对转速跟踪AD变换器采集的共振解调信号进行FFT分析，获取对应万向轴转速频率Fn的奇数q及其N倍数阶冲击共振解调幅值IqNfn，如Iqfn、I2qfn、I3qfn、I4qfn……；获取对应万向轴转速频率Fn的奇数q及其N倍数加减1阶冲击共振解调幅值I(qN±1)fn，如I(q±1)fn、I(2q±1)fn、I(3q±1)fn、I(4q±1)fn……；若Iqfn大于冲击限制标准值IB＝10000*j[SV]，并且IqNfn大于kI(qN±1)fn，则IqNfn为冲击奇孤谱，如Iqfn、I2qfn、I3qfn、I4qfn……分别为冲击q孤谱、冲击2q孤谱、冲击3q孤谱、冲击4q孤谱，式中，[SV]为冲击共振解调单位，j为传输修正系数，j＝0.1～1.0，k为孤立系数，取值范围为1～10；N为自然数，范围为1～10；q为大于等于3的奇数；C，求取奇孤谱振动AqNfn、奇孤谱冲击IqNfn的奇孤谱频谱相对积XqNfn＝AqNfn*IqNfn；D，报警及级别判定：若奇孤谱频谱相对积Xqfn大于7500[g*SV]，则发出1级报警；若奇孤谱频谱相对积Xqfn大于7500[g*SV]，并且奇孤谱频谱相对积Xq2fn大于3750[g*SV]，则发出2级报警。