[發明專利]變速機械故障診斷的轉速跟蹤采樣及譜號固化分析方法

有效

• 申請號: 201010169783.8
• 申請日: 2010-05-10
• 公開（公告）號: CN101846692A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 唐德堯;王定曉;宋辛暉;曾承志;黃貴發
• 申請（專利權）人: 唐德堯
• 主分類號: G01P3/481
• 分類號: G01P3/481
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

1.一種變速機械故障診斷的轉速跟蹤采樣方法，其特征在于：以運動機械的、頻率為Xfn的轉速脈沖信號取代天文時鐘周期脈沖信號作為決定檢測時機的觸發信號，實施對機械相關故障信號的采樣，然后應用FFT技術進行信號的數字分析，并將經典的FFT分析輸出信息的頻率坐標系，改造為轉速跟蹤FFT分析的譜號坐標系，并建立信息特征對應譜號的識別函數。

2.根據權利要求1所述的變速機械故障診斷的轉速跟蹤采樣方法，其特征是：以機械非勻速轉軸的頻率為Xfn的轉速脈沖信號取代天文時鐘周期脈沖信號作為決定檢測時機的觸發信號，即以頻率為Xfn的轉速信號脈沖數作為檢測坐標，方法是在機械非勻速轉軸上加裝轉速傳感器(1)或利用已有的轉速傳感器(1)，該轉軸每轉動1/X周時發出一個脈沖，轉軸轉動一周發出X個脈沖；在轉軸每轉一周時發出的脈沖數Y不等于X時，通過電子電路的倍頻器(2)處理得到每轉一周產生X個脈沖的頻率為Xfn的效果；用該頻率等于Xfn的脈沖，取代天文時鐘周期脈沖，控制AD變換器(3)，對所需監測的信號實施非均勻轉速跟蹤采樣。

3.根據權利要求1或2所述的變速機械故障診斷的轉速跟蹤采樣方法，其特征還在于：所述的轉速脈沖信號為含有多個RS485收發器的轉速信號共用傳輸系統，此時測速車輪的轉速傳感器(1)獲得的頻率為Yfn的信號經過倍頻器(2)處理為Xfn的轉速信號，送到第一RS485收發器(4)的輸入端，并控制第一RS485收發器(4)的輸出，使能端E/R為高電平、置為發送狀態，該第一RS485收發器(4)的輸入輸出A、B端，通過總線(6)，向全列車發送高抗干擾的差分轉速信號；每一列車箱的監測儀器中被置為接受狀態(E/R端為GND，低電平)的自有RS485收發器(51-5n)的輸入輸出A、B端從總線(6)取得該差分轉速信號，實時恢復為轉速信號Xfn，從各自的RS485收發器(5)的輸出端OUT輸出供給各儀器使用。

4.一種變速機械故障診斷的譜號固化分析方法，其特征是：故障特征頻率為fi的轉速跟蹤固化特征譜號PHi應符合以下關系式：

PHi＝fi/df＝fi/f_n*N/X，

式中fn為轉速頻率，N為樣本長度，X為采樣倍頻系數。

5.根據權利要求4所述的轉速跟蹤固化特征譜號PHi包括：軸固化特征譜號PH7、保持架外固化特征譜號PH1、保持架內固化特征譜號PH2、外環固化特征譜號PH3、內環固化特征譜號PH4、滾子端面固化特征譜號PH5、滾子圓周固化特征譜號PH6、本軸齒輪固化特征譜號PH7、圓鄰軸齒輪PH8其中軸固化特征譜號PH＝N/X、保持架外固化特征譜號PH1＝(D0-d*cosA)/(2DO)*N/X、保持架內固化特征譜號PH2＝(D0+d*cosA)/(2DO)*N/X、外環固化特征譜號PH3＝PH1*Z、內環固化特征譜號PH4＝PH2*Z、滾子端面固化特征譜號PH5＝(DO²-d²*cos²A)/(2*DO*d)*N/X、滾子圓周固化特征譜號PH6＝2*PH5、本軸齒輪固化特征譜號PH7＝N/X、圓鄰軸齒輪PH8＝ηN/X。

6.根據權利要求4所述的一種變速機械故障診斷的譜號固化分析方法，其特征是：各軸上各類故障的轉速跟蹤固化特征譜號為：Phi(S)＝fi/f_n*N*D/(X*D_S)，式中測速車輪的直徑為D，使用該輪轉速信號作轉速跟蹤采樣的車輪S的直徑為D_S。

7.根據權利要求1-6所述的變速機械故障診斷的轉速跟蹤采樣及譜號固化分析方法，其特征在于：對所需檢測的信號實施非均勻轉速跟蹤采樣，也適于對所需檢測的信號實施均勻轉速跟蹤采樣。