[發(fā)明專利]齒圈載荷分布檢測系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011353541.4
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112595443B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設計）人: 邵毅敏;郭冬春;李洪武;張玉東;曾笠玲;許晉;丁曉喜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

本發(fā)明屬于機械傳動檢測技術領域，具體公開了一種齒圈載荷分布檢測系統(tǒng)與方法，該載荷分布檢測系統(tǒng)包括設置在齒圈上的應變微型感知單元和加速度微型感知單元，及AD采樣模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和控制模塊，AD采樣模塊分別與應變微型感知單元和加速度微型感知單元連接，控制模塊與AD采樣模塊連接,數(shù)據(jù)處理模塊用于接收控制模塊輸出的信息并對信號進行模數(shù)轉換，以及對信息進行預處理，完成特征數(shù)據(jù)的邊緣處理與存儲。采用本技術方案，實現(xiàn)對齒圈載荷分布信息的檢測，簡化結構，提高檢測的精度。

技術領域

本發(fā)明屬機械傳動檢測技術領域，涉及一種齒圈載荷分布檢測系統(tǒng)與方法。

背景技術

在行星輪排系運行過程中，存在多維空間動載激勵、牽連運動激勵和內外齒間隙耦合激勵，導致齒圈劇烈振動和系統(tǒng)產(chǎn)生大量噪聲。在對輪系的檢測和故障診斷的過程中，齒圈作為傳動過程中的重要部件，它的動態(tài)響應反映了輪系的運作狀態(tài)，故得到它的動態(tài)響應的信息尤為重要。齒圈的嚙合動載信號和載荷分布是非常重要的參考信息，對故障診斷分析具有重要意義。通過即時、精確的測量系統(tǒng)得到旋轉機械的信號，才能對故障進行特征提取，從而實現(xiàn)精確的故障診斷。

對于精密復雜的行星排系，內部結構緊湊，空間狹小且?guī)в懈邷貪櫥停瑢崿F(xiàn)內部關鍵件動態(tài)信號的測量十分困難。現(xiàn)有技術測量系統(tǒng)，傳感器現(xiàn)安裝在機械傳動設備箱體外部，遠離故障發(fā)生地的齒輪箱體等位置固定、不會旋轉的地方，導致其傳感器感知的信號發(fā)生源多，感知的區(qū)域廣，同時受傳遞路徑、結構質量、摩擦以及結構之間相互耦合作用的影響，存在的目標源的原始信號成分少、噪聲干擾大和環(huán)境適應能力差等缺點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種齒圈載荷分布檢測系統(tǒng)與方法，實現(xiàn)對齒圈載荷分布信息的檢測，提高檢測精度。

為了達到上述目的，本發(fā)明的基礎方案為：一種齒圈載荷分布檢測系統(tǒng)，包括若干個應變微型感知單元和若干個加速度微型感知單元，應變微型感知單元設置在齒圈的內外齒齒根，且在齒圈的周向均勻排布，所述加速度微型感知單元均勻設置在齒圈端面；

還包括AD采樣模塊、控制模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

所述AD采樣模塊分別與應變微型感知單元和加速度微型感知單元的輸出端連接，用于采集每個感知單元的數(shù)據(jù)；

所述控制模塊的輸入端與AD采樣模塊的輸出端連接，用于接收AD采樣模塊輸出的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)采集頻率、長度、觸發(fā)形式以及數(shù)據(jù)存儲進行分配；

所述數(shù)據(jù)處理模塊與控制模塊的輸出端連接，用于接收控制模塊輸出的信息并對信息進行預處理，以及完成特征數(shù)據(jù)的邊緣處理與存儲。

本基礎方案的工作原理和有益效果在于：應變微型感知單元和加速度微型感知單元均設置在齒圈上，而不是設置在齒輪箱體的外部，各感知單元能夠有針對性地檢測對應的齒圈上的信息，感知的信號強度大，減少其他信號的干擾，可靠性高，提高檢測的精確度。同時微型感知單元設置在齒圈上，結構更緊湊，更利于安裝使用。

AD采樣模塊接收感知單元檢測到的信息，并傳輸至控制模塊內，使用AD采樣，引起的干擾較小，采集的信號更穩(wěn)定，使采集的信號精確度更高。控制模塊對控制模塊傳輸?shù)男畔⑦M行進一步的處理，數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)對檢測信號的處理轉化，使工作人員得到所需的信息，完成對齒圈載荷分布的檢測。

進一步，還包括無線通信模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過無線通信模塊連接有上位機。

數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)，通過無線通信模塊傳輸至上位機，以便工作人員查看。且無線通信模塊無需電纜連接，簡化結構，利于安裝使用。

進一步，所述應變微型感知單元為應變片組，應變片組內的應變片等間距設置。

感應片體積較小，易于安裝使用。感應片等距設置，使感應片能夠檢測各部位的信號，保證信號采集全面。