[發(fā)明專利]基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷方法、系統(tǒng)及試驗(yàn)臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110154558.5
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112729817B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 繆炳榮;陳輝;裘楊喆;彭齊明;雒耀祥;張盈;趙浪濤;張哲;劉俊利
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01M13/021
• 分類號: G01M13/021;G01M13/028;G01M17/08;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 李曉英

1.基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：包括驅(qū)動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、齒輪箱（15）、傳感器布設(shè)裝置（13）以及基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷系統(tǒng)；

驅(qū)動系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)及其變頻器，所述驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與齒輪箱（15）的輸入軸相連；

加載系統(tǒng)包括加載電機(jī)及其變頻器，所述加載電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器（11）與高速列車輪對（12）的空心車軸相連；

傳感器布設(shè)裝置（13）包括豎直桿底座（131）、豎直桿（132）和至少一個(gè)可調(diào)節(jié)組件，可調(diào)節(jié)組件包括滑塊（133）和水平桿（134）；

豎直桿（132）底部與豎直桿底座（131）連接，滑塊（133）裝于豎直桿（132）上并通過螺栓與豎直桿（132 ）鎖固；水平桿（134）裝于滑塊（133）上；在外力作用下，水平桿（134）可相對于滑塊（133）水平移動；

聲級計(jì)（19）、聲強(qiáng)探頭、電渦流傳感器（18）裝于水平桿（134）上；水平桿（134）上設(shè)有用于夾緊聲級計(jì)（19）的聲級計(jì)夾緊工裝（16），聲級計(jì)夾緊工裝（16）有用于插裝聲級計(jì)（19）的插槽A（161），插槽A（161）的兩側(cè)壁有用于安裝夾緊旋鈕的螺紋孔，將聲級計(jì)（19）插入插槽A（161）中，兩側(cè)用夾緊旋鈕夾緊固定；

水平桿（134）上設(shè)有用于夾緊聲強(qiáng)探頭（17）的聲強(qiáng)探頭夾緊工裝（171），聲強(qiáng)探頭夾緊工裝（171）有用于插裝聲強(qiáng)探頭（17）的插槽B，插槽B的兩側(cè)壁有用于安裝夾緊旋鈕的螺紋孔，將聲強(qiáng)探頭（17）插入插槽B中，兩側(cè)用夾緊旋鈕夾緊固定；

在齒輪軸處徑向安裝有兩個(gè)電渦流傳感器（18），其中一個(gè)徑向的電渦流傳感器（18）水平設(shè)置，另一個(gè)徑向的電渦流傳感器（18）豎直設(shè)置在齒輪軸的上方；

每根軸的兩端沿軸向布置有電渦流傳感器（18）；

在齒輪箱（15）的正上方、正前方以及側(cè)面布置三個(gè)聲級計(jì)（19）；

在齒輪箱（15）表面間隔一定距離矩陣布置聲強(qiáng)探頭（17）。

2.據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：所述齒輪箱故障診斷系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)和多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)；

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：包括用于獲取齒輪箱（15）振動信號的加速度傳感器、用于獲取齒輪箱（15）軸承處溫度的溫度傳感器、用于獲取齒輪箱（15）噪聲信號的聲級計(jì)（19）和/或聲強(qiáng)探頭、用于獲取齒輪軸位移信號的電渦流傳感器（18）、用于采集齒輪箱潤滑油的油液采集器、用于對采集的潤滑油進(jìn)行油液分析的油液分析器；

數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)：負(fù)責(zé)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

多傳感器數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)：負(fù)責(zé)根據(jù)預(yù)處理后的多源數(shù)據(jù)對齒輪箱的故障進(jìn)行診斷。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：驅(qū)動電機(jī)為變頻交流調(diào)速三相異步電動機(jī)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：加載電機(jī)為變頻交流調(diào)速三相異步電動機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：所述加速度傳感器有四個(gè)，其中兩個(gè)加速度傳感器分別安裝在齒輪箱（15）輸入軸左右側(cè)的軸承座上，另外兩個(gè)加速度傳感器分別安裝在高速列車輪對（12）的空心車軸左右側(cè)的軸承座上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：所述水平桿（134）上沿長度方向設(shè)有齒條（135），滑塊（133）上設(shè)有齒輪和旋鈕，旋鈕與齒輪連接，齒輪與齒條嚙合，通過轉(zhuǎn)動滑塊（133）上的旋鈕可調(diào)節(jié)水平桿（134）的水平位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或5所述的基于多源數(shù)據(jù)融合的齒輪箱故障診斷試驗(yàn)臺，其特征在于：還包括T型槽工作臺（1），T型槽工作臺（1）頂面有若干平行的倒T型槽，所述驅(qū)動系統(tǒng)、加載系統(tǒng)、高速列車輪對（12）和齒輪箱（15）分別裝于各自的支撐臺上，支撐臺通過螺栓與T型槽工作臺（1）固接。