[发明专利]一种齿轮泵实验平台及齿轮损伤检测方法

说明书

本发明涉及一种齿轮泵实验平台及齿轮损伤检测方法，该齿轮泵实验平台包括油箱、分流器、齿轮泵、压力表、球阀、振动传感器和油液监测仪，油箱内通过隔板分隔为四个暂储室，分流器为一分四分流器，四个暂储室分别通过软管与分流器连接，分流器的输出端与齿轮泵的输入端连接，振动传感器的数量为三个，三个振动传感器分别安装在位于齿轮泵外壳的三个互相垂直直线上，振动传感器测量齿轮泵振动信号；齿轮泵的出液端口连接压力表和球阀，球阀的出液端口连接至油箱的进液端口；油液监测仪用于测量齿轮泵出液端口的油液颗粒度和四个暂储室内油液颗粒度。本发明解决了现有方法对齿轮泵的工况变化考虑不足而造成检测与诊断结果失准的问题。

技术领域

本发明涉及机械故障诊断技术领域，更具体地说，涉及一种齿轮泵实验平台及齿轮损伤检测方法。

背景技术

齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口压力完全取决于泵出口处阻力的大小。

现有的齿轮泵在长时间使用后，其内部部件发生磨损，齿轮泵内部颗粒物增加，最终导致齿轮泵损毁而无法使用，轻则导致工位部件停止工作，重则导致整条流水线报废。齿轮泵体积较小，使用周期较长，通过拆装的方式进行齿轮损伤检测具有周期长，效率低，不能实时检测的缺点。现有的设备并不能对齿轮泵内部损耗进行预估，无法对故障的趋势预测和诊断预警。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种齿轮泵实验平台及齿轮损伤检测方法，设计一种基于数字孪生的齿轮泵多磨损工况润滑油在线监测循环模拟实验平台，解决现有方法对齿轮泵的工况变化考虑不足而造成检测与诊断结果失准的问题，以及现有技术中齿轮泵内部发生磨损和产生潜在事故无法预警的问题。本发明所提供的齿轮泵实验平台及齿轮损伤检测方法，能够实时同步、忠实映射且高保真地反映齿轮泵齿轮损伤情况，当齿轮泵的运行工况发生变化时，能通过虚拟模型与物理实体之间的交互反馈，对虚拟模型进行实时更新，并通过实时更新的模型对齿轮泵齿轮的运行状态进行判断和分析，从而提供准确的损伤检测与定性诊断结果。

数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性，具有实时同步、忠实映射、高保真度特性，能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。数字孪生的主要思想为：建立物理实体的初始高保真度虚拟模型；将虚拟模型计算结果与物理实体的实际运行数据进行实时交互反馈，融合分析；利用反馈分析结果对虚拟模型进行迭代更新，使虚拟模型能够具有更精确的判断预测能力。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

设计一种齿轮泵实验平台，包括油箱、分流器、齿轮泵、压力表、球阀、振动传感器和油液监测仪，所述油箱内通过隔板分隔为四个暂储室，所述分流器为一分四分流器，四个暂储室分别通过软管与所述分流器连接，所述分流器的输出端与齿轮泵的输入端连接，所述振动传感器的数量为三个，三个所述振动传感器分别安装在位于齿轮泵外壳的三个互相垂直直线上，所述振动传感器测量齿轮泵齿轮振动信号；所述齿轮泵的出液端口连接压力表和球阀，所述球阀的出液端口连接至油箱的进液端口；所述油液监测仪用于测量齿轮泵出液端口的油液颗粒度和四个暂储室内油液颗粒度。

在上述方案中，所述油箱和分流器之间通过PVC钢丝软管、卡箍和内丝宝塔转接头连接，所述分流器和齿轮泵之间通过PVC钢丝软管、卡箍和法兰转宝塔转接头连接。

在上述方案中，所述齿轮泵的一侧电性连接变频电机，所述变频电机用于对齿轮泵进行调速，所述齿轮泵通过脚钢和地脚螺栓固定于地面。

本发明还提供一种齿轮损伤检测方法，应用上述齿轮泵实验平台，该检测方法包括以下步骤：