一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，其特征在于，包括：采集模块、信号分析处理模块和监测诊断模块；所述采集模块包括振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元；所述振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元分别对应设在船舶轴系的测量位置并分别与所述信号采集单元相连；所述信号采集单元将采集到的数据上传到所述信号分析处理模块以及所述监测诊断模块。本实用新型专利技术可实时监控船舶轴系振动状态，并及时发现可能出现的故障，给出维修建议。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统
本技术属于船舶轴系监测领域，更具体地，涉及一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统。
技术介绍
船舶推进系统一般包括推力轴、中间轴系、艉轴、螺旋桨以及相对应的推力轴承、中间轴承和艉轴承，其中推进轴系主要功能为将主机输出的扭转力矩传递至螺旋桨处并使之旋转，进而产生纵向的推动力。在轴系运行过程中，不可避免地会引起振动，是影响船舶安全稳定航行的重要因素。从声隐身性的角度，由于船舶艉部壳体刚度相对较低，船舶轴系纵向振动及其引起的壳体耦合振动低频线谱在艇体辐射水声中比较明显，导致船舶极易被敌方声纳探测发现，对船舶的声隐身性能造成了严重危害；从安全航行的角度，船舶轴系产生的扭转振动、纵向振动、回旋振动会对轴系本身造成危害，严重时会引起主机曲轴故障、轴系疲劳损坏、艉轴承变形及密封失效等恶性事故发生，甚至造成轴段断裂等极端情况；同时由于我国东海出海口附近海域复杂，渔民作业频繁，船舶容易出现螺旋桨缠绕渔网情况，导致轴系振动异常，给船舶安全航行带来较大隐患。因此，如何掌握和了解在航船舶的轴系振动状态，及时发现和修复可能出现的故障，是船舶所面临的重要安全性问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供种一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，包括：采集模块、信号分析处理模块和监测诊断模块；所述采集模块包括振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元；所述振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元分别对应设在船舶轴系的测量位置并分别与所述信号采集单元相连；所述信号采集单元将采集到的数据上传到所述信号分析处理模块以及所述监测诊断模块。进一步地，所述振动加速度测量单元包括振动加速度传感器，所述振动加速度传感器可测试轴系运行过程中产生的振动信号。进一步地，所述扭转振动测量单元包括扭转振动传感器，所述扭转振动传感器可测试轴系扭振，所述扭转振动传感器在轴系上选非节点位置进行扭转振动测量，所述扭转振动传感器对轴系扭振非接触式测量。进一步地，所述横向和纵向振动测量单元包括激光位移传感器，其中，在轴系界面的水平和垂直方向设置所述激光位移传感器，可测量横向的振动幅度。进一步地，在轴系端面和或轴系扭振测速齿盘端面设置所述激光位移传感器，可测量纵向的振动幅度。进一步地，所述轴功率测量单元包括轴功率传感器，所述轴功率传感器可测量轴系的扭矩和转速，进而可计算得到轴系的功率。进一步地，所述声音测量单元包括传声器，所述传声器可测量船舱的声压值。进一步地，所述信号采集单元包括转接接线箱，所述转接接线箱可将多个所述加速度测量单元、所述扭转振动测量单元、所述横向和纵向振动测量单元、所述轴功率测量单元、所述声音测量单元的线缆转接到一起。进一步地，所述监测诊断模块可实时检测轴系状态和振动状态，若所述轴系状态和或所述振动状态异常，所述监测诊断模块会发出报警信号。进一步地，所述监测诊断模块可根据故障特征，识别出故障类型，并给出维修建议。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1.本技术提供的一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，可实现对多物理量同时采集，包括对轴系的振动加速度、声压、横振、纵振、转速及轴功率数据进行实时采集、传输，获取其状态信息，全面测量轴系运行状态。2.本技术提供的一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，可按舱室内不同信号配备不同类别转接接线箱，将多跟信号线缆通过转接接线箱后汇总为一个线缆，连接至工控机。3.本技术提供的一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，通过实时数据的时域、频域等分析，获取船舶轴系实时状态信息，对轴系运行状态进行实时判断，并预测可能出现的故障，并做出提示，且具备离线数据分析功能。附图说明图1为本技术实施例多船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统的结构示意图；图2为本技术实施例多轴机器人全自动化智能拧紧系统的转接接线盒结构示意图；具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术实施例提供种一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，如图1-2所示，包括：采集模块、信号分析处理模块和监测诊断模块；采集模块包括振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元；振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元分别对应设在船舶轴系的测量位置并分别与信号采集单元相连；信号采集单元将采集到的数据上传到信号分析处理模块以及监测诊断模块。进一步地，振动加速度测量单元包括振动加速度传感器，振动加速度传感器可测试轴系运行过程中产生的振动信号。优选地，利用加速度传感器对轴系运行过程中产生的振动信号进行测试，可用多轴工业ICP振动加速度传感器。进一步地，扭转振动测量单元包括扭转振动传感器，扭转振动传感器可测试轴系扭振，扭转振动传感器在轴系上选非节点位置进行扭转振动测量，扭转振动传感器对轴系扭振非接触式测量。进一步地，在轴系上选单个点(非节点位置)进行扭转振动测量。轴系扭振采用非接触测量，需要对原始采样信号经过一系列后处理才能获得轴系的扭振测量结果。进一步地，用磁电法测量轴系瞬时转速的原始信号，然后对其进行多项式插值、滤波、整周期平均、齿平均等处理，采用零值点法提取轴系的瞬时转速,最后对瞬时转速积分获得扭振的测量结果。进一步地，选用测速齿盘-磁电式传感器作为信号拾取系统，从而产生与轴转速相关的电压脉冲信号，其中测速齿盘具体需要根据轴系直径进行定制化加工设计，其齿数不少于100，整个齿盘选用轻质材料构成，不会影响轴系安全运行。优选地，磁电式传感器选用SZB-16L-9霍尔转速传感器。进一步地，横向和纵向振动测量单元包括激光位移传感器，其中，在轴系界面的水平和垂直方向设置所述激光位移传感器，可测量横向的振动幅度。进一步地，在轴系端面和或轴系扭振测速齿盘端面设置激光位移传感器，可测量纵向的振动幅度。进一步地，横向振动均通过激光位移传感器采集测量，其中横向振动的测量即通过在轴系某一截面的水平和垂直方向安装两只激光位移传感器，测量轴系回旋振动在测点处两个方向的振动幅值大小，并通过对这两个方向的振动信号进行互相关，获得当前轴系横向振动情况。进一步地，纵向振动的测量可在轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，其特征在于，包括：/n采集模块、信号分析处理模块和监测诊断模块；/n所述采集模块包括振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元；/n所述振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元分别对应设在船舶轴系的测量位置并分别与所述信号采集单元相连；/n所述信号采集单元将采集到的数据上传到所述信号分析处理模块以及所述监测诊断模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，其特征在于，包括：
采集模块、信号分析处理模块和监测诊断模块；
所述采集模块包括振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元；
所述振动加速度测量单元、扭转振动测量单元、横向和纵向振动测量单元、轴功率测量单元、声音测量单元以及信号采集单元分别对应设在船舶轴系的测量位置并分别与所述信号采集单元相连；
所述信号采集单元将采集到的数据上传到所述信号分析处理模块以及所述监测诊断模块。


2.根据权利要求1所述的一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，其特征在于，所述振动加速度测量单元包括振动加速度传感器，所述振动加速度传感器可测试轴系运行过程中产生的振动信号。


3.根据权利要求2所述的一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，其特征在于，所述扭转振动测量单元包括扭转振动传感器，所述扭转振动传感器可测试轴系扭振，所述扭转振动传感器在轴系上选非节点位置进行扭转振动测量，所述扭转振动传感器对轴系扭振非接触式测量。


4.根据权利要求3所述的一种船舶轴系状态监测与故障智能诊断系统，其特征在于，所述横向和纵向振动测量单元包括激光位移传感器，其中，在轴系界面的水平和垂直方向设置所述激光位移传感器，可测量横向的振动幅度...

【专利技术属性】
技术研发人员：万海波，石迎潮，李贤燚，涂海华，张星，
申请(专利权)人：宁波慧声智创科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33