一种传动部件异响识别方法技术

本发明专利技术公开一种传动部件异响识别方法，其包括：将传动部件装在检测台上进行各挡位测试，对于测试中存在异响问题的档位，根据挡位传递关系建立档齿矩阵，筛选出异响问题档位交叉齿轮，通过更换齿轮排查故障，若交叉齿轮非故障元件，则通过检测台采集异响问题档位在转动过程中的振动噪声信号，并进行阶次分析以查找故障元件，若仍无法找到，则获取异响问题档位传动部件振动噪声数据的统计分析样本，并进行标准化，利用模糊聚类算法，建立模糊相似矩阵进行聚类分析，根据聚类分析结果划定异响问题区域。本发明专利技术能够提升传动部件异响识、溯源的效率和准确性，减少拆卸装配所造成的人力物力浪费。力浪费。力浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种传动部件异响识别方法


[0001]本专利技术涉及工程机械故障检测
，特别是一种传动部件异响识别方法。

技术介绍

[0002]传动部件的应用领域十分广泛，在汽车传动、工程机械等领域都有应用，是一个重要的机械部件，传动部件中一般包括：齿轮、轴承、轴等，由于设计、生产加工和装配的原因，有时传动部件会出现问题，如传动异响等。当出现异响时，技术人员主要依靠经验判断异响位置，采用人耳听觉的方式，拆卸与重新装配排除与解决问题，目前的解决方案大多为：采用控制变量法，单独更换多个齿轮、轴承、轴等，以此判定出现故障的零件。由于传动部件内部零件较多且其工作情况肉眼无法直接看到，拆装不方便，当传动部件出现故障时，给确定发生问题的具体部位和原因带来了困难。
[0003]工程机械传动部件在工作过程中经常会出现运作不流畅并发出异响故障。有别于发动机异响、汽车车内异响等稳态异响，传动异响主要为瞬态异响，主要表现为回转时出现“嘎哒、嘎哒”不规则响声，具有瞬时能量大、频带宽及出现位置不确定等特点，如不将其与故障信号分离开来，会直接导致异响误判。目前，传动异响识别领域并无通用识别故障位置的测试方法，现有的传动部件异响分析技术存在的缺陷有：
[0004](1)传动部件异响原因分析不全，无法识别包括多档位齿轮啮合等原因引起的异响；
[0005](2)无法确保一次拆卸和重新装配能解决问题，浪费大量人力、物力和财力；
[0006](3)不利于以后快速解决类似问题和避免类似问题的再次出现。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种传动部件异响识别方法，能够提升传动部件异响识别、溯源的效率和准确性，减少拆卸装配所造成的人力物力浪费。
[0008]为达到上述目的本专利技术采用的技术方案为：一种传动部件异响识别方法，包括：
[0009]S1，按照对应的转速与扭矩，利用检测平台对各档位对应的传动部件进行测试，确定存在异响问题的档位；
[0010]对于存在异响问题的档位，根据各档位动力传递关系建立档齿矩阵，基于所述档齿矩阵，筛选出异响问题档位交叉齿轮；
[0011]通过更换齿轮判断所述交叉齿轮是否为问题齿轮，若不是，则转至步骤S2；
[0012]S2，对于存在异响问题的各档位所对应的传动部件，利用检测平台采集传动部件运行过程中的振动信号以及噪声信号；
[0013]基于采集到的信号进行阶次分析，得到传动部件中各组件的故障特征阶次，根据故障特征阶次判断疑似故障元件；
[0014]通过更换疑似故障元件判断其是否为问题元件，若不是，则转至步骤S3；
[0015]S3，对于待排查的档位对应的传动部件，利用检测平台采集传动部件转动过程中
多个测点在多个异响时刻的振动和噪声信号数据；
[0016]利用模糊聚类算法对采集到的数据进行处理，得到信号幅值最大类，将该类中数据所属的测点所包围的区域作为异响源区域。
[0017]步骤S3得到异响源区域后，即大大缩小了传动异响部件的排查范围，在此区域内继续进行排查时，即使采用常规排查方式，仍可大大提升异响元件的排查效率。
[0018]可选的，方法中，步骤S3还包括，基于模糊聚类处理的结果，根据幅值对相似类进行排序，根据排序结果和测点位置关系绘制测点异响振动传递轨迹图。可使得异响的发生源与传动过程更加清晰，进一步降低基于模糊聚类算法结果排查异响元件的难度。
[0019]可选的，所述检测平台包括输入电机、输出电机和传感器组件，所述传感器组件包括转速传感器、扭矩传感器、振动传感器和噪声传感器；
[0020]所述传动部件的测试安装结构为：传动部件安装于输入电机与输出电机之间，分别由输入电机提供动力和由输出电机提供负载；传动部件的两端分别均安装转速传感器和扭矩传感器，用于测量输入、输出转速和扭矩；振动传感器和噪声传感器设置于传动部件上的多个不同位置。
[0021]可选的，所述检测平台还包括底座，底座上设有多个安装槽，所述输入电机和输出电机分别包括安装脚，并通过所述安装脚滑动、可固定地安装于所述安装槽内。
[0022]优选的，所述底座采用铸铁材料制成，所述安装槽为T型槽，输入电机和输出电机的安装角安装于同一条安装槽；
[0023]底座周部设有污水集流槽和排泄孔。
[0024]可选的，所述检测平台还包括隔声罩，所述输入电机与输出电机外分别设置所述隔声罩；
[0025]所述隔声罩的每一侧面的中部贯穿其长度方向设置有阶梯结构部，阶梯结构部两侧的边缘中部设有尖劈结构部，所述阶梯结构部与尖劈结构部之外的区域为沟槽结构，所述尖劈结构部与所述阶梯结构部之间的沟槽延伸方向与阶梯结构部的长度方向平行，且与其它沟槽结构区域的沟槽延伸方向相互垂直。
[0026]可选的，步骤S1中，所述对于存在异响问题的档位，根据各档位动力传递关系建立档齿矩阵，包括：
[0027]S11，对于各存在异响问题的档位，列出其档位动力传递关系上的所有齿轮；
[0028]S12，以存在异响问题的各档位作为矩阵行元素，各齿轮作为矩阵列元素，建立档齿矩阵，所述档齿矩阵中，不同行的相同齿轮位于矩阵的同一列；
[0029]步骤S1中，所述基于所述档齿矩阵，筛选出异响问题档位交叉齿轮，包括：将档齿矩阵中所有行均包含的相同的列元素齿轮，作为所述异响问题档位交叉齿轮。
[0030]可选的，步骤S2中，所述对于各档位对应的传动部件，利用检测平台采集传动部件运行过程中的振动信号以及噪声信号，包括：
[0031]将传动部件安装于检测平台的输入电机与输出电机之间，并安装传感器组件，控制输入电机转动，利用传感器获得设定测试周期的振动和噪声波形数据；
[0032]其中，所述设定测试周期的时长为输入电机6
‑
10转的时长。
[0033]可选的，步骤S2中，所述基于采集到的信号进行阶次分析，得到传动部件中各组件的故障特征阶次，包括：
[0034]对于滚动轴承元件，计算其轴承滚动件损坏频率、轴承内轨道损坏频率、轴承外轨道损坏频率和轴承保持架损坏频率；
[0035]对于齿轮，计算定轴齿轮啮合频率，计算齿圈固定的单排行星齿轮啮合频率，计算太阳轮固定的单排行星齿轮啮合频率；
[0036]基于所选择的基准阶次，根据计算所得频率确定各传动部件元件对应的阶次；
[0037]对于采集到的振动噪声信号的时域波形，通过傅里叶变换得到对应的频域数据，根据频域数据对应的阶次，和所述各传动部件元件对应的阶次，确定各振动噪声信号测点对应的传动部件元件，得到各传动部件元件对应的阶次和振动噪声信号幅值。
[0038]上述方案中，在计算出频率后，根据选定的基准阶次，由阶次是频率的比值，可得到对应的阶次。
[0039]可选的，滚动轴承的轴承滚动件损坏频率表示为：
[0040]BSF＝1/2
×
RPM
×
Pd/Bd
×...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传动部件异响识别方法，其特征是，包括：S1，按照对应的转速与扭矩，利用检测平台对各档位对应的传动部件进行测试，确定存在异响问题的档位；对于存在异响问题的档位，根据各档位动力传递关系建立档齿矩阵，基于所述档齿矩阵，筛选出异响问题档位交叉齿轮；通过更换齿轮判断所述交叉齿轮是否为问题齿轮，若不是，则转至步骤S2；S2，对于存在异响问题的各档位所对应的传动部件，利用检测平台采集传动部件运行过程中的振动信号以及噪声信号；基于采集到的信号进行阶次分析，得到传动部件中各组件的故障特征阶次，根据故障特征阶次判断疑似故障元件；通过更换疑似故障元件判断其是否为问题元件，若不是，则转至步骤S3；S3，对于待排查的档位对应的传动部件，利用检测平台采集传动部件转动过程中多个测点在多个异响时刻的振动和噪声信号数据；利用模糊聚类算法对采集到的数据进行处理，得到信号幅值最大类，将该类中数据所属的测点所包围的区域作为异响源区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤S3还包括，基于模糊聚类处理的结果，根据幅值对相似类进行排序，根据排序结果和测点位置关系绘制测点异响振动传递轨迹图。3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述检测平台包括输入电机、输出电机和传感器组件，所述传感器组件包括转速传感器、扭矩传感器、振动传感器和噪声传感器；所述传动部件的测试安装结构为：传动部件安装于输入电机与输出电机之间，分别由输入电机提供动力和由输出电机提供负载；传动部件的两端分别均安装转速传感器和扭矩传感器，用于测量输入、输出转速和扭矩；振动传感器和噪声传感器设置于传动部件上的多个不同位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述检测平台还包括底座，底座上设有多个安装槽，所述输入电机和输出电机分别包括安装脚，并通过所述安装脚滑动、可固定地安装于所述安装槽内。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述底座采用铸铁材料制成，所述安装槽为T型槽，输入电机和输出电机的安装角安装于同一条安装槽；底座周部设有污水集流槽和排泄孔。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的方法，其特征是，所述检测平台还包括隔声罩，所述输入电机与输出电机外分别设置所述隔声罩；所述隔声罩的每一侧面的中部贯穿其长度方向设置有阶梯结构部，阶梯结构部两侧的边缘中部设有尖劈结构部，所述阶梯结构部与尖劈结构部之外的区域为沟槽结构，所述尖劈结构部与所述阶梯结构部之间的沟槽延伸方向与阶梯结构部的长度方向平行，且与其它沟槽结构区域的沟槽延伸方向相互垂直。7.根据权利要求1所述的方法，其特征是，步骤S1中，所述对于存在异响问题的档位，根据各档位动力传递关系建立档齿矩阵，包括：S11，对于各存在异响问题的档位，列出其档位动力传递关系上的所有齿轮；S12，以存在异响问题的各档位作为矩阵行元素，各齿轮作为矩阵列元素，建立档齿矩
阵，所述档齿矩阵中，不同行的相同齿轮位于矩阵的同一列；步骤S1中，所述基于所述档齿矩阵，筛选出异响问题档位交叉齿轮，包括：将档齿矩阵中所有行均包含的相同的列元素齿轮，作为所述异响问题档位交叉齿轮。8.根据权利要求3所述的方法，其特征是，步骤S2中，所述对于各档位对应的传动部件，利用检测平台采集传动部件运行过程中的振动信号以及噪声信号，包括：将传动部件安装于检测平台的输入电机与输出电机之间，并安装传感器组件，控制输入电机转动，利用传感器获得设定测试周期的振动和噪声波形数据；其中，所述设定测试周期的时长为输入电机6
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10转的时长。9.根据权利要求8所述的方法，其特征是，步骤S2中，所述基于采集到的信号进行阶次分析，得到传动部件中各组件的故障特征阶次，包括：对于滚动轴承元件，计算其轴承滚动件损坏频率、轴承内轨道损坏频率、轴承外轨道损坏频率和轴承保持架损坏频率；对于齿轮，计算定轴齿轮啮合频率，计算齿圈固定的单排行星齿轮啮合频率，计算太阳轮固定的单排行星齿轮啮合频率；基于所选择的基准阶次，根据计算所得频率确定各传动部件元件对应的阶次；对于采集到的振动噪声信号的时域波形，通过傅里叶变换得到对应的频域数据，根据频域数据对应的阶次，和所述各传动部件元件对应的阶次，确定各振动噪声信号测点对应的传动部件元件，得到各传...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏俊收，张玉青，郎保乡，刘海洋，
申请(专利权)人：江苏徐工国重实验室科技有限公司，
类型：发明
国别省市：