[发明专利]行星齿轮箱故障信息获取方法

摘要

本发明公开了一种行星齿轮箱故障信息获取方法，包括组成行星齿轮箱的内齿圈、行星轮和太阳轮，其中内齿圈固定不动，太阳轮绕自身中心轴线转动，行星轮除自转外还绕太阳轮公转；所述内齿圈的若干连续轮齿作为检测齿，检测齿的齿根部位粘贴有光纤光栅阵列，宽带光源发出的光通过光纤a、耦合器和光纤c传输到光纤光栅阵列，反射光通过光纤c、耦合器和光纤b进入波长解调部分，解调完成之后的电压信号通过数据采集部分进入计算机进行数据处理，计算机用于完成齿根应变序列构建和行星齿轮箱故障特征提取，本发明能够克服现有技术由于振动信号强烈的非线性和非平稳性特点所造成的行星齿轮箱故障诊断的难题。

主权项

1.行星齿轮箱故障信息获取方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、选定内齿圈的连续n个轮齿作为检测齿，并在检测齿的齿根部位粘贴光纤光栅阵列，获取检测齿的齿根应变信号；步骤二、对步骤一中获取的齿根应变信号进行序列构建；步骤三、对步骤二构建出的齿根应变序列进行行星齿轮箱故障特征提取：在每一组齿根应变序列中，将相邻两个轮齿的齿根应变信号相加，形成N+1组时域上连续的齿根应变信号，设反映行星轮j和检测齿直接啮合的齿根应变连续时域信号为fpj(t)，反映太阳轮和检测齿间接啮合的齿根应变连续时域信号为fs(t)，行星齿轮箱的啮合频率为fm，行星轮齿数、太阳轮齿数、内齿圈齿数分别为Zp、Zs、Zr，行星轮数量为N；3.1提取行星齿轮箱故障的频域特征若在f_pj(t)的功率谱中，啮合频率及其谐波附近出现间隔为的边频带，则说明行星轮j出现故障；若在f_s(t)的功率谱中，啮合频率及其谐波附近出现间隔为的边频带，则说明太阳轮出现故障；3.2提取行星齿轮箱故障的时域特征取f_pj(t)区间(k为自然数)内的信号f_pj(k,t)，设g_pj(k,t)＝f_pj(0,t)‑f_pj(k,t)；若行星轮j发生故障，则g_pj(k,t)在某一区间(t₁,t₂)内的能量水平有效值便会偏高，(t₁,t₂)区间在g_pj(k,t)中的位置反映故障在行星轮j上出现的位置，(t₁,t₂)区间的长度反映行星轮j故障的范围，(t₁,t₂)区间内g_pj(k,t)的形式反映行星轮j故障的类型，(t₁,t₂)区间内g_pj(k,t)有效值的大小反映行星轮j故障的剧烈程度；取f_s(t)区间内的信号f_s(k,t)，设g_s(k,t)＝f_s(0,t)‑f_s(k,t)；若太阳轮发生故障，则g_s(k,t)在某一区间(t₁,t₂)内的能量水平(有效值)便会偏高，(t₁,t₂)区间在g_s(k,t)中的位置反映故障在太阳轮上出现的位置，(t₁,t₂)区间的长度反映太阳轮故障的范围，(t₁,t₂)区间内g_s(k,t)的形式反映太阳轮故障的类型，(t₁,t₂)区间内g_s(k,t)有效值的大小反映太阳轮故障的剧烈程度。