[發明專利]一種減速器健康分析方法及其分析平臺系統

有效

• 申請號: 201310363092.5
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103398846A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 祝慶軍;洪琳
• 申請（專利權）人: 大連美恒時代科技有限公司
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 安寶貴;李洪福

技術領域

本發明屬于工業監控技術領域，具體的說是涉及一種可廣泛應用于利用減速器進行機械能傳遞進而驅動設備運轉場合的減速器健康分析方法及其分析平臺系統。

背景技術

減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。減速器主要由傳動零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。

減速器伴隨著各種規格的電機或驅動設備使用在眾多工業現場，隨著國家對于安全生產的重視程度越來越高，國家標準一再加強，而對于減速器的安全監測仍然停留在依賴于點檢人員日常的經驗檢查，已遠遠不能滿足需求，因此目前急需一種設備對減速器的健康狀態進行監測和分析，通過數據分析建模給出日常維護指導與故障報警。

發明內容

鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種減速器健康分析平臺及其分析方法，用以解決目前對減速器運行狀態的檢測停留在依賴于點檢人員日常的經驗檢查，不能滿足現代技術發展需求的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案：

一種減速器健康分析方法，包括：

(1)對受測減速器運行狀態的機械信號進行采集,所述機械信號包含：減速器振動的加速度信號以及減速器溫度信號，其中溫度信號作為參考信號不參與數據處理；

(2)對采集到的機械信號進行數據預處理；

(3)預處理后的數據上傳；

(4)對上傳的數據進行二次處理并分析受測減速器健康狀況。

所述的數據預處理包括分別對振動信號做可調時平均數據處理，求得平均值數據以及對振動信號做振動特征值數據處理，求得特征值數據。

所述可調時平均數據處理：根據減速器運行振動的波形狀態，將減速器運行時間等分為若干個時間可調的時間段T，對該時間段T內采集的振動數據做平均處理，求得各個平均值數據。

所述振動特征值數據處理：采用對振動信號進行幅頻處理的方法對減速器運行振動的波形狀態進行數字化的極值處理，求得特征值數據。

所述的數據二次處理包括：a、將預處理后兩種數據進行快速傅里葉變換處理，所得的平均值FFT數據、特征值FFT數據作為二次處理的數據源；b、將所得的平均值FFT數據與特征值FFT數據分別進行平均值FFT數據與特征值FFT數據極值匹配算法處理、二維時域均值數據峭度分析算法處理以及三維FFT峭度分析算法處理并建立與之分別對應的三個減速器健康狀態表，即當前采集健康狀態表、二維時域健康狀態表、三維頻率健康狀態表；c、利用這三個減速器健康狀態表來綜合評價一臺減速器的健康狀態。

所述當前健康狀態表：采用平均值FFT數據與特征值FFT數據極值匹配算法：計算平均值FFT數據與特征值FFT數據的極值，并利用其各自極值的幅值和匹配關系，建立減速器健康狀態的當前采集健康狀態表，即建立當前健康狀態曲線的過程。

所述匹配關系，即比較根據平均值FFT數據與特征值FFT數據繪制的兩條曲線FFT幅值的極值是否在同一頻率附近，匹配效果越好，說明出現故障的可能性越大。

所述二維時域健康狀態表：依據每天采集的平均值FFT數據，通過峭度分析算法，得出二維時域平均值FFT數據的峭度值，按照時間順序存儲每天所計算出的峭度值，同時建立以時間為橫軸，峭度值為縱軸的一定段時間內的減速器健康狀態的“二維時域健康狀態表”，即建立二維時域健康狀態曲線的過程。

所述建立二維時域健康狀態表的內涵是：找到二維時域健康狀態表歷史數據中平均值FFT數據低于當前平均值FFT數據中的峭度最大者，即減速機存在出現故障的可能性。

所述三維頻率健康狀態表：通過自學習功能，檢測每一天的特征值FFT數據隨時間變化的情況，按照時間順序存儲預設的采集頻率下，特征值FFT數據的振幅數據值，并建立以頻率值為X軸，時間值為Y軸，振幅值為Z軸，一定段時間內的減速器健康狀態的“三維頻率健康狀態表”。其判斷減速器的健康狀態方式：如果存在某些頻率的復制在時間上有加強趨勢，就說明是該減速機設備存在老化過程或者某類故障的惡化過程。

所述自學習功能包含如下過程：

ⅰ、設備開始運行階段自學習參數的采集，所述參數包括：設備的平均振幅、特征頻率，將作為將來設備健康狀態變化的數學模型的參數依據；

ⅱ、在設備運行過程中，以一定的時間段為單位，進行平均值數據峭度值的數據存儲，同時以采集頻率對應產生的振幅值進行數據存儲，建立數據庫；