[發明專利]用于監測齒輪組件狀態的系統和方法

無效

• 申請號: 201010114969.3
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101819090A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: R·哈拉;C·T·哈奇;A·韋斯;M·馬羅夫;M·卡爾布;S·哈利
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01H1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

技術領域

本發明涉及檢測齒輪組件的狀態以預測齒輪組件何時接近 失效的方法。

背景技術

在大多數監測齒輪組件狀態的公知方法中，人們試圖檢測 齒輪在轉動和相互嚙合時由齒輪組件所產生的振動。通過實驗分析， 有可能確定對應于齒輪組件的特定部分的獨立振動頻率。通過檢測在 這些具體頻率的振動信號的幅度，通常有可能確定齒輪組件的獨立元 件是否已開始失效。

發明內容

在一個方面，本發明可體現為一種監測和報告齒輪組件狀 態的方法，其包括如下步驟：從附接到齒輪組件的一部分上的振動檢 測器接收信號，以及分析振動檢測器的信號來確定碎片顆粒何時穿過 齒輪組件的嚙合部分之間。

在另一個方面，本發明可體現為一種計算齒輪組件的破壞 指數的方法，其包括如下步驟：從附接到齒輪組件的一部分上的振動 檢測器接收信號，每當振動檢測器信號的幅度超過閾值，則確定碎片 顆粒已穿過齒輪組件的嚙合部分之間，計數在預定時間期間內碎片顆 粒穿過齒輪組件嚙合部分之間的次數，以產生事件計數，以及基于事 件計數來計算對于齒輪組件的破壞指數。

在另一個方面，本發明可體現為一種用于檢測齒輪組件中 的狀態的系統。該系統可包括附接到齒輪組件的一部分上的振動檢測 器。該系統還可包括處理器，其將來自于振動檢測器的信號的幅度與 閾值相比較，且當振動檢測器信號超過閾值時確定碎片顆粒已穿過齒 輪組件的嚙合部分之間。

附圖說明

圖1為風力渦輪機的行星齒輪組件的截面視圖；

圖2為可用于監測齒輪組件狀態的系統的框圖；

圖3為由附接到齒輪組件上的加速計所輸出的信號的圖表； 以及

圖4為示出可怎樣分析加速計信號來確定齒輪組件狀態的 圖表。 零件清單 1風力渦輪機 2葉片組件 3齒輪組件 4齒輪殼體 5葉片軸 6葉片 9行星齒輪 10太陽齒輪 11環形齒輪 12齒輪盤 14后行星齒輪盤 14齒輪軸 15軸承 16軸承 17旋轉軸 18軸承 19軸承 20緊固件 21殼體 22軸承 23附接部分 24殼體 25軸承 26軸承 27軸承 140加速計 100失效預測系統 102數據存儲單元 104數據分析器 106失效預測單元 108接口 110發送器

具體實施方式

圖1示出了用于將風力渦輪機的旋轉葉片連接到發電機上 的行星齒輪組件的部分。如圖1中所示，風力渦輪機的多個葉片6連 接到葉片軸5上。葉片軸5通過軸承26，27安裝在風力渦輪機上。

在該組件的另一端，旋轉軸17附接到發電機(未示出)上。 太陽齒輪10安裝在旋轉軸17的一端上。多個行星齒輪9定位在太陽 齒輪10與環形齒輪11之間。環形齒輪11固定到齒輪組件的殼體24 上。

行星齒輪9可旋轉地安裝在行星齒輪軸14上，行星齒輪軸 14安裝到前行星齒輪盤12和后行星齒輪盤13上。通常，行星齒輪9 可旋轉地安裝在軸承15和16上，該軸承15和16固定到行星齒輪9 和行星齒輪軸14上。這容許行星齒輪9在行星齒輪軸14上自由地旋 轉。前行星齒輪盤12聯接到葉片軸5上，且與葉片軸5一起旋轉。 后行星齒輪盤13通過軸承22可旋轉地安裝在殼體24上。

當葉片6引起葉片軸5旋轉時，行星齒輪9便圍繞環形齒 輪11旋轉。繼而，行星齒輪9又引起太陽齒輪10和附接的發電機軸 17旋轉。

在圖1中所示的實施例中，加速計40固定到保持環形齒輪 11的殼體24上。結果，環形齒輪11所經受的任何振動將經由殼體 24傳遞到加速計40。

在備選實施例中，加速計40可直接安裝到環形齒輪11自 身的一側或后表面上。在其它備選實施例中，加速計40可安裝到齒 輪組件的其它部分上。在任何情況下，加速計均將產生表示齒輪組件 的部分所經受的振動的信號。