[發(fā)明專利]一種行星減速器故障模式識別方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011526894.X
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112729816A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉維新;葉超;薛寶珠;郭英杰;梁為育;余緯
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/028
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

本發(fā)明公開了一種行星減速器故障模式識別方法，將行星減速器行星齒輪在不同已知故障模式下的振動監(jiān)測數(shù)據(jù)，代入基于離散小波系數(shù)分形盒維數(shù)的模型中，得到第一分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，采用三次樣條曲線擬合方法對第一分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點進行擬合，形成不同故障模式下行星減速器的性能退化曲線；將未知故障模式行星減速器箱體表面的振動監(jiān)測數(shù)據(jù)代入基于離散小波系數(shù)分形盒維數(shù)的模型中，得到第二分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，將第二分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，代入性能退化曲線中，識別出未知故障模式下行星減速器的故障模式類別。本發(fā)明提供了一種能夠在故障樣本數(shù)較少、全壽命周期較長的前提下準(zhǔn)確識別行星減速器故障模式的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及行星減速器故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種行星減速器故障模式識別方法。

背景技術(shù)

聚變能源被認為是可能永久解決人類能源問題的清潔能源，具有資源近乎無限、不產(chǎn)生放射性核廢料等諸多優(yōu)點。為實現(xiàn)核聚變，人類開展了大量的科學(xué)實驗，但截止目前，尚未實現(xiàn)可控且持續(xù)的聚變反應(yīng)并使其釋放的能量超過制造并控制核聚變反應(yīng)的設(shè)施所消耗的能量，尚需持續(xù)深入研發(fā)相關(guān)技術(shù)。

在實現(xiàn)核聚變方面，目前有兩種主流方法：一種是等離子磁約束(MCF)，如國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆計劃(ITER)；另一種是慣性約束(ICF)，如美國國家點火實驗設(shè)施(NIF)。ICF方法本質(zhì)上是一個龐大的激光放大器，向含氫燃料發(fā)射超強激光。超強激光由多個束組組成，每一個束組一般均包含鏡架、CCD、透鏡和轉(zhuǎn)輪模塊。狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)是確保束組以及ICF安全性和可靠性的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)之一。

轉(zhuǎn)輪模塊是ICF束組的核心部件之一，是整個束組實現(xiàn)預(yù)定功能的關(guān)鍵組成部分，一旦出現(xiàn)故障將對束組的工作精度、工作效率、使用壽命造成嚴重影響，其安全性和可靠性問題一直備受該領(lǐng)域研究人員關(guān)注。轉(zhuǎn)輪模塊主要由步進電機、行星減速器、聯(lián)軸器、圓光柵、軸承、轉(zhuǎn)輪等部件組成，運行在真空環(huán)境下，對可靠性要求極高。

由于機械結(jié)構(gòu)緊湊、低速偏心負載、工況轉(zhuǎn)換頻繁、沖擊頻率高等因素影響，基于振動信號監(jiān)測和診斷轉(zhuǎn)輪模塊的核心組件—行星減速器的健康狀態(tài)時，受復(fù)雜多變且耦合在振動監(jiān)測信號中的外部干擾影響，及時、準(zhǔn)確識別出振動監(jiān)測信號中的行星減速器故障特征具有一定的難度，需要一種能夠在故障樣本數(shù)較少、全壽命周期較長的前提下準(zhǔn)確識別行星減速器故障模式的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是由于行星減速器的故障樣本數(shù)較少、全壽命同期較長，難以通過歷史數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的識別出行星減速器故障模式，目的在于提供一種行星減速器故障模式識別方法，解決了快速準(zhǔn)確識別行星減速器故障模式的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種行星減速器故障模式識別方法，包括以下步驟：步驟S1：行星減速器行星齒輪在不同已知故障模式下，分別獲取行星減速器箱體表面的振動監(jiān)測數(shù)據(jù)，作為第一振動監(jiān)測數(shù)據(jù)；行星減速器行星齒輪在未知故障模式下，獲取行星減速器箱體表面的振動監(jiān)測數(shù)據(jù)，作為第二振動監(jiān)測數(shù)據(jù)；步驟S2：建立基于離散小波系數(shù)分形盒維數(shù)的數(shù)據(jù)分析處理模型；將所述第一振動監(jiān)測數(shù)據(jù)代入所述數(shù)據(jù)分析處理模型中進行處理，得到不同已知故障模式下行星減速器的分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，所述不同已知故障模式下行星減速器的分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點為第一分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，采用三次樣條曲線擬合方法對所述第一分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點進行擬合，形成不同故障模式下行星減速器的性能退化曲線；將所述第二振動監(jiān)測數(shù)據(jù)代入所述數(shù)據(jù)分析處理模型中進行處理，得到未知故障模式下行星減速器的分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，所述未知故障模式下行星減速器的分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，第二分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點；步驟S3：將所述第二分形盒維數(shù)離散數(shù)據(jù)點，代入所述性能退化曲線中，識別出所述未知故障模式下行星減速器的故障模式類別。