[發(fā)明專利]基于輸入輸出扭矩動力學特性的行星齒輪系統(tǒng)故障監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810064031.1
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN110082101B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹明;馬晶瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責任公司
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/028
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

1.基于輸入輸出扭矩動力學特性的行星齒輪系統(tǒng)故障監(jiān)測方法，其特征在于，

在行星齒輪箱的輸入輸出軸安裝扭矩傳感器；

對輸入軸的扭矩信號進行時域、頻域或時頻域混合分析，再將所得的時域、頻域或時頻域混合分析結(jié)果乘除以變速比，得到輸入扭矩信號Tq_in；

對輸出軸的扭矩信號進行時域、頻域、時頻域混合分析，得到輸出扭矩信號Tq_out；

以Tq_in和Tq_out的比較結(jié)果、Tq_out用來得到齒輪箱故障診斷特征指示；

其中，Tq_in和Tq_out的比較結(jié)果包括輸入輸出扭矩差時域信號δTq(t)，為：

R是齒輪箱的傳動比,η是齒輪箱的正常效率參數(shù)，Tq_out(t)、Tq_in(t)分別是Tq_out、Tq_in關(guān)于時間t的函數(shù)；

對于輸入輸出扭矩差時域信號，其時域剩余量定義為：

dδTq(t)＝δTq(t)-δTq_d(t)

rδTq(t)＝δTq(t)-δTq_r(t)

其中，δTq_d(t)為輸入輸出扭矩差時域信號，包含齒輪嚙合頻率及其高次諧波，再加上對應(yīng)于這些頻率的一階嚙合頻率邊頻，

δTq_r(t)為輸入輸出扭矩差時域信號，包含齒輪嚙合頻率及其高次諧波，但不包含一階嚙合頻率邊頻；

輸出扭矩信號的時域剩余量被定義為：

dTq_out(t)＝Tq_out(t)-Tq_outd(t)

rTq_out(t)＝Tq_out(t)-Tq_outr(t)

其中，Tq_outd(t)是輸出扭矩時域信號，包含齒輪嚙合頻率及其高次諧波，再加上對應(yīng)于這些頻率的一階嚙合頻率邊頻，

Tq_outr(t)為輸出扭矩時域信號，包含齒輪嚙合頻率及其高次諧波，但不包含一階嚙合頻率邊頻；

通過輸出扭矩信號、輸入輸出扭矩差時域信號的時域剩余量、輸出扭矩信號的時域剩余量定義時域的齒輪箱故障特征量。

2.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪系統(tǒng)故障監(jiān)測方法，其特征在于，以輸出扭矩信號和/或輸入輸出扭矩差時域信號的均方根平均用作時域齒輪箱故障狀態(tài)指示器，其中，

輸出扭矩信號的均方根平均定義為：

輸入輸出扭矩差時域信號的均方根平均定義為i為信號采集次數(shù)，N為正整數(shù)，Tq_outi是對應(yīng)第i次信號采集的Tq_out，δTq_i是對應(yīng)第i次信號采集的輸入輸出扭矩差時域信號。

3.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪系統(tǒng)故障監(jiān)測方法，其特征在于，以輸出扭矩信號和/或輸入輸出扭矩差時域信號的時域剩余量的均方根平均用作時域齒輪箱故障狀態(tài)指示器。

4.如權(quán)利要求2所述的行星齒輪系統(tǒng)故障監(jiān)測方法，其特征在于，以輸出扭矩信號和/或輸入輸出扭矩差時域信號的波峰因子用作晚期齒輪箱故障狀態(tài)指示器，波峰因子是最大波峰到波谷值除以均方根，其中，

輸出扭矩信號的波峰因子定義為：

輸入輸出扭矩差時域信號的波峰因子定義為：其中0-pk表示對應(yīng)信號的最大波峰到波谷值。

5.如權(quán)利要求1所述的行星齒輪系統(tǒng)故障監(jiān)測方法，其特征在于，以輸入輸出扭矩差時域信號和輸出扭矩信號的峭度作為齒輪箱故障狀態(tài)指示器，其中，

輸入輸出扭矩差時域信號的峭度定義為：

輸出扭矩信號的峭度定義為：