本实用新型专利技术提供一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，由抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座、挡油环、外球面轴承、轴承透盖、轴承套、中间轴小齿轮、轴承密封端盖、第二齿轮、节油阀、输出轴、中间轴、中间轴大齿轮、输入轴、第一齿轮、试验台、传感器模块、振动加速度传感器、数据采集模块、电荷放大器、A/D转换器、数据处理与分析模块、计算机、数据处理器、故障诊断功能模块、结果输出模块、显示器、打印机组成；本实用新型专利技术性能可靠，操作简单方便，对人的依赖程度较低，可用于工业现场对设备上的故障进行检测与诊断等，具有很大的应用和推广价值。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，属于齿轮箱故障诊断
技术介绍
齿轮箱作为机械设备中重要的传动机构，具有结构紧凑、效率高、工作可靠、使用寿命长和维护方便的优点，在机械传动、减速、增速等各方面得到了非常广泛的应用。由于其本身结构复杂，工作环境恶劣等原因，齿轮及齿轮箱容易受到损伤和出现故障。如果齿轮箱出现故障，将直接影响整台设备的运行状况以及产品质量和生产效率。因此对齿轮箱进行故障诊断研究具有十分重要的意义。目前齿轮箱的故障诊断方法很多，如振动诊断、扭转分析、声发射、油液分析、温度及能耗监测等。齿轮箱中的轴、轴承和齿轮在工作时会产生振动，若发生故障，其振动信号的能量分布会发生变化，振动信号是齿轮箱故障特征的载体，蕴含着丰富的信息，便于识别和决策。因此，振动诊断是一种行之有效的故障诊断方法。但现有的基于振动分析的故障诊断系统结构复杂、稳定性低、操作困难、对人的依赖程度较大，且使用的故障诊断方法(如小波变换、短时傅立叶变换、经验模态分解等)对齿轮箱早期故障显得力不从心，从而严重制约了诊断的效果，不能够对齿轮箱的状态做出准确的判断。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，从而解决现有的检测与诊断技术的缺陷和不足，提高对齿轮箱早期微弱故障或齿轮箱故障特征信号被强噪声所淹没时的诊断能力，提高诊断的效率和精确度。一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，由抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座、挡油环、外球面轴承、轴承透盖、轴承套、中间轴小齿轮、轴承密封端盖、第二齿轮、节油阀、输出轴、中间轴、中间轴大齿轮、输入轴、第一齿轮、试验台、传感器模块、振动加速度传感器、数据采集模块、电荷放大器、A/D转换器、数据处理与分析模块、计算机、数据处理器、故障诊断功能模块、结果输出模块、显示器、打印机组成；其特征是所述试验台包括抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座，其中安装有变频器的电动机固定在抗振底座的左端，电动机通过弹性联轴器与二级行星齿轮减速器的输入转轴相连，二级行星齿轮减速器的输出转轴作为齿轮箱的输入轴，齿轮箱的输出轴与 磁粉加载器相连，磁粉加载器的输出转轴通过固定在抗振底座右端的轴承座上的轴承进行固定支撑。所述齿轮箱一侧安装有节油阀，齿轮箱的内部装有输入轴、输出轴和中间轴，三者安置在不同的水平面上；在输入轴、输出轴和中间轴两端分别安装外球面轴承且在外球面轴承的外圈安装有轴承套，在外球面轴承内侧安装有挡油环；所述轴承透盖分别安装在输入轴的输入端和输出轴的输出端，且与对应的轴承套通过螺栓进行连接；所述轴承密封端盖分别安装在输入轴的靠近齿轮端、输出轴的靠近齿轮端和中间轴的两端，且轴承密封端盖与对应的轴承套通过螺栓连接；所述第一齿轮安装在输入轴上，且与安装在中间轴上的中间轴大齿轮啮合；所述第二齿轮安装在输出轴上，且与安装在中间轴上的中间轴小齿轮啮合。所述传感器模块是由三个振动加速度传感器组成，三个振动加速度传感器分别安装在齿轮箱中间轴右侧端盖的垂直径向、水平径向和轴向的测点上，且振动加速度传感器通过数据线与数据采集模块内的电荷放大器连接；所述数据采集模块包括电荷放大器和A/D转换器，且电荷放大器与A/D转换器连接；所述数据处理与分析模块是由计算机、数据处理器、故障诊断功能模块构成，且数据处理器与故障诊断功能模块安装在计算机上；所述结果输出模块是由显示器和打印机组成，显示器与打印机分别与计算机相连，并将故障诊断功能模块的诊断结果进行输出。进一步，所述输入轴上的第一齿轮、输出轴上的第二齿轮、中间轴上的中间轴小齿轮和中间轴大齿轮都通过平键和紧定螺钉固定在对应的轴上，松开螺钉，即可实现齿轮在轴上的平移，达到更换故障件的效果。所述外球面轴承，在靠近轴承内圈的一端上设有两个内六角紧定螺钉，使轴承的内圈能固定在轴上。所述轴承套上有六个螺纹孔，用来和轴承透盖、轴承密封端盖上的螺钉进行配合，轴承套安装在轴承外圈，用来定位轴承，防止轴径向窜动。进一步，所述轴承透盖、轴承密封端盖上有六个螺钉和轴承套相连接，轴承透盖、轴承密封端盖装配在齿轮箱的外侧并与密封圈配合，端盖装配在齿轮箱的外侧，起到密封和防尘的作用。进一步，数据处理器内置有由MATLAB软件编好的算法程序。本技术的有益效果在于数据处理器中使用的双树复小波变换(DT-CWT)能够把非平稳的故障信号有效地进行分解与重构，缩小故障频率的范围，便于后续选取；数据降噪过程中使用的奇异值能量差分谱能够自动准确地择重构信号的有效阶次，保留了信号中有用的成分，同时最大限度地消除了噪声。数据处理器中先进的算法使得本技术对比较微弱 的早期故障有着较高的诊断精度，能准确地将故障定位到具体的部位。附图说明图1为本技术齿轮箱故障检测实验台的结构示意图。图2为本技术齿轮箱故障模拟实验台齿轮箱总体装配图。图3为本技术的装置流程图。图中，抗振底座1、电动机2、变频器3、弹性联轴器4、二级行星齿轮减速器5、齿轮箱6、磁粉加载器7、轴承8、轴承座9、挡油环10、外球面轴承11、轴承透盖12、轴承套13、中间轴小齿轮14、轴承密封端盖15、第二齿轮16、节油阀17、输出轴18、中间轴19、中间轴大齿轮20、输入轴21、第一齿轮22、试验台23、传感器模块24、振动加速度传感器24-1、数据采集模块25、电荷放大器25-1、A/D转换器25-2、数据处理与分析模块26、计算机26-1、数据处理器26-2、故障诊断功能模块26-3、结果输出模块27、显示器27-1、打印机27-2。具体实施方式以下为本技术的较佳实施方式，并不因此而限定本技术的保护范围。如图所示，一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，由抗振底座1、电动机2、变频器3、弹性联轴器4、二级行星齿轮减速器5、齿轮箱6、磁粉加载器7、轴承8、轴承座9、挡油环10、外球面轴承11、轴承透盖12、轴承套13、中间轴小齿轮14、轴承密封端盖15、第二齿轮16、节油阀17、输出轴18、中间轴19、中间轴大齿轮20、输入轴21、第一齿轮22、试验台23、传感器模块24、振动加速度传感器24-1、数据采集模块25、电荷放大器25-1、A/D转换器25-2、数据处理与分析模块26、计算机26-1、数据处理器26-2、故障诊断功能模块26-3、结果输出模块27、显示器27-1、打印机27-2组成；其特征是所述试验台23包括抗振底座1、电动机2、变频器3、弹性联轴器4、二级行星齿轮减速器5、齿轮箱6、磁粉加载器7、轴承8、轴承座9，其中安装有变频器3的电动机2固定在抗振底座1的左端，电动机2通过弹性联轴器4与二级行星齿轮减速器5的输入转轴相连，二级行星齿轮减速器5的输出转轴作为齿轮箱6的输入轴21，齿轮箱6的输出轴18与磁粉加载器7相连，磁粉加载器7的输出转轴通过固定在抗振底座1右端的轴承座9上的轴承8进行固定支撑。所述齿轮箱6一侧设置有节油阀17，齿轮箱6的内部装有输入轴21、输出轴18和中间轴19，三者安置在不同的水平面上；在输入轴21、输出轴18和中间轴19两端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，由抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座、挡油环、外球面轴承、轴承透盖、轴承套、中间轴小齿轮、轴承密封端盖、第二齿轮、节油阀、输出轴、中间轴、中间轴大齿轮、输入轴、第一齿轮、试验台、传感器模块、振动加速度传感器、数据采集模块、电荷放大器、A/D转换器、数据处理与分析模块、计算机、数据处理器、故障诊断功能模块、结果输出模块、显示器、打印机组成；其特征是所述试验台包括抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座，其中安装有变频器的电动机固定在抗振底座的左端，电动机通过弹性联轴器与二级行星齿轮减速器的输入转轴相连，二级行星齿轮减速器的输出转轴作为齿轮箱的输入轴，齿轮箱的输出轴与磁粉加载器相连，磁粉加载器的输出转轴通过固定在抗振底座右端的轴承座上的轴承进行固定支撑。
【技术特征摘要】
1.一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，由抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座、挡油环、外球面轴承、轴承透盖、轴承套、中间轴小齿轮、轴承密封端盖、第二齿轮、节油阀、输出轴、中间轴、中间轴大齿轮、输入轴、第一齿轮、试验台、传感器模块、振动加速度传感器、数据采集模块、电荷放大器、A/D转换器、数据处理与分析模块、计算机、数据处理器、故障诊断功能模块、结果输出模块、显示器、打印机组成；其特征是所述试验台包括抗振底座、电动机、变频器、弹性联轴器、二级行星齿轮减速器、齿轮箱、磁粉加载器、轴承、轴承座，其中安装有变频器的电动机固定在抗振底座的左端，电动机通过弹性联轴器与二级行星齿轮减速器的输入转轴相连，二级行星齿轮减速器的输出转轴作为齿轮箱的输入轴，齿轮箱的输出轴与磁粉加载器相连，磁粉加载器的输出转轴通过固定在抗振底座右端的轴承座上的轴承进行固定支撑。2.根据权利要求1所述的一种基于振动信号分析的齿轮箱故障检测装置，其特征是所述齿轮箱一侧安装有节油阀，齿轮箱的内部装有输入轴、输出轴和中间轴，三者安置在不同的水平面上；在输入轴、输出轴和中间轴两端分别安装外球面轴承且在外球面轴承的外圈安装有轴承套，在外球面轴承内侧安装有挡油环；所述轴承透盖分别安装在输入轴的输入端和输出轴的输出端，且与对应的轴承套通过螺栓进行连接；所述轴承密封端盖分别安装在输入轴的靠近齿轮端、输出轴的靠近齿轮端和中间轴的两...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朝阁，李攀，卢欣欣，任学平，蒋广琪，张建通，谈艳阳，任晓滨，
申请(专利权)人：王朝阁，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15
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