[發明專利]一種基于轉速傳感器的多軸傳動裝置故障診斷系統及方法

有效

• 申請號: 202010523440.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111780971B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 陳德木;池永為;楊曉斌;陸建江
• 申請（專利權）人: 杭州杰牌傳動科技有限公司
• 主分類號: G01M13/025
• 分類號: G01M13/025;G01M13/021;G01P3/46
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明公開了一種基于轉速傳感器的多軸傳動裝置故障診斷系統及方法，包括若干個轉速傳感器、無線通信模塊和邊緣計算網關，若干個轉速傳感器分別安裝在多軸傳動系統上，轉速傳感器用于采集轉速信號，若干個轉速傳感器經無線通信模塊與邊緣計算網關連接，邊緣計算網關包括信號接收模塊、數據分析模塊和故障診斷模塊，方法包括以下步驟：步驟S1：轉速傳感器獲取轉速信號；步驟S2：對轉速信號進行時域分析和頻域分析；步驟S3：設置轉速閾值范圍，根據分析結果與閾值范圍進行對比。本發明的轉速傳感器布置靈活，故障位置定位更加迅速準確，成本低。

技術領域

本發明涉及裝置故障診斷技術領域，尤其涉及一種基于轉速傳感器的多軸傳動裝置故障診斷系統及方法。

背景技術

旋轉機械廣泛應用于航空航天、電力、化工、車輛等工業領域，滾動軸承作為旋轉機械的關鍵零部件，一旦發生故障將導致設備失效停機，帶來經濟損失，甚至人員傷亡。因此，滾動軸承故障診斷及健康管理技術受到工業及學術界的廣泛關注，目前只有轉速監測設備，并無基于轉速的故障診斷方法，且現有的轉速監測信號多用于單獨監測指標，沒有基于工業系統內多軸轉速信號融合的診斷方法，沒有充分利用轉速監測信息。

例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種基于輪速傳感信息的滾動軸承故障診斷方法”，其公告號：CN110160787A，其申請日：2019年06月14日，包括以下步驟：步驟1：在和滾動軸承連接的輸入軸或輸出軸上安裝輪速傳感器，采集傳感器信號；步驟2：在傳感器信號中選擇含有共振的頻帶進行帶通濾波，獲得濾波后信號；步驟3：對濾波后信號進行希爾伯特解調，獲得解調后信號；步驟4：對解調后信號進行傅里葉變換獲得解調譜，通過解調譜圖進行故障識別。該申請的軸承故障診斷方法只能實現單軸軸承的故障診斷，且輪速傳感器采集的傳感器信號效率低，導致故障診斷不準確。

發明內容

本發明主要解決現有的技術中無法實現多軸傳動裝置的故障診斷的問題；提供一種基于轉速傳感器的多軸傳動裝置故障診斷系統及方法，過程簡單，故障定位精準，傳感器布置靈活，成本低。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種基于轉速傳感器的多軸傳動裝置故障診斷系統，包括若干個轉速傳感器、無線通信模塊和邊緣計算網關，若干個所述轉速傳感器分別安裝在多軸傳動系統上，所述轉速傳感器用于采集轉速信號，若干個所述轉速傳感器經無線通信模塊與邊緣計算網關連接，所述邊緣計算網關包括信號接收模塊、數據分析模塊和故障診斷模塊，所述信號接收模塊用于接收轉速信號，所述數據分析模塊與信號接收模塊連接，所述數據分析模塊對轉速信號進行分析，所述故障診斷模塊與數據分析模塊連接，所述故障診斷模塊根據數據分析模塊的分析結果進行故障診斷。通過轉速傳感器對多種傳動裝置的轉速信號進行采集，通過無線通信模塊傳遞給邊緣計算網關，邊緣計算網關接收轉速信號并根據轉速信號進行故障分析，過程簡單，故障定位精準。

作為優選，所述的轉速傳感器包括永磁體環、外端蓋、軸承端蓋、定子線圈、定子鐵芯、外端蓋軸承、非導磁外套、定位軸承、防塵密封圈、電路板封裝模塊和連接螺母，所述永磁體環安裝在多軸傳動裝置旋轉主軸的側方，所述永磁體環與多軸傳動裝置的旋轉主軸配合，通過磁場耦合作用進行旋轉從而切割磁感線產生交變電流，所述外端蓋通過外端蓋軸承安裝在永磁體環的一側，所述軸承端蓋安裝在永磁體環與外端蓋相對應的另一側，所述非導磁外套覆蓋安裝在永磁體環表面，所述定子線圈安裝在永磁體環內，所述定子鐵芯與安裝在定子線圈與永磁體環之間，所述定位軸承與定子鐵芯連接，所述定位軸承通過連接螺母與電路板封裝模塊連接，所述電路板封裝模塊經防塵密封圈與軸承端蓋連接。永磁體環安裝在靠近的一側，通過多軸傳動裝置的旋轉主軸轉動，產生磁場，主軸表面電渦流與磁場耦合作用，使永磁體環做相對旋轉運動，永磁體環在旋轉時其內部磁場磁感線切割定子線圈，產生交變電流，通過整流電路后進行電能存儲，相比于傳統轉速傳感器的外界電池或有線供電方式，節約能源，減少電源供電布線，降低電源成本，安裝方便，使得傳感器布置更加靈活，有效降低成本。