【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及减速箱故障诊断，尤其涉及尤其涉及基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法及系统。
技术介绍
1、随着工业和科学技术的迅速发展，机械设备正逐渐向巨大化、连续化、高速化、智能化和集成化方向迈进。设备结构需要更加严谨，因此每个零部件的状态都会对整台机器的稳定运行产生影响。减速箱作为一种常用的零部件，作为机械设备中最重要的功率传递和连接装置之一，具有传动精度高、传动比固定、占用空间小、结构紧凑等特点，在工业生产、工程建设、交通运输等现代化设备中得到广泛应用。然而，由于减速箱主要由齿轮、轴承和轴等复杂零部件组成，对制造工艺和装配精度要求极高；另外，减速箱通常运行在高速重载的恶劣环境下，容易受到各种因素的影响而出现损伤，进而导致故障和失效。
2、在对减速箱进行在线监测和故障诊断时，常常需要知道设备转速以及减速箱的齿轮齿数等相关信息。
3、由于实际情况的复杂多变，在对减速箱设备进行在线监测和故障诊断时，经常会因为缺乏设备的转速信息以及减速箱中齿轮的齿数而难以进行准确有效的故障诊断与识别。因此，在实际工程应用中，当设备发生故障时，在不知道减速箱实际转速及齿轮齿数的情况下，如何能够准确有效的识别出减速箱的转频，进而进一步对减速箱的相关故障进行有效识别与诊断，成为当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，开发出一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法及系统，解决故障情况下，特别是齿轮的
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：
4、s1.获取减速箱的原始振动加速度信号x；
5、s2.利用频域滤波的方法对原始振动加速度信号x进行滤波，得到滤波后的信号y；
6、s3.选取加速度信号y的时域波形图有很明显的周期性冲击信号的作为减速箱齿轮发生故障时表象，根据该周期性冲击信号，通过寻峰阈值法来计算减速箱相应的转频 f，同时得到峰值序列；
7、s4.通过自动调整阈值大小，对该峰值序列pnew计算相邻峰值之间的时间间隔，直至出现相同的周期时间，，其中，则根据该相隔的时间t计算转频，设置转频 f小于设定转频阈值，若不满足，则自适应调整阈值来继续寻峰并计算；
8、s5.对加速度信号y进行傅里叶变换，得到频域信号fy；
9、s6.对频域信号fy，通过寻峰阈值法设置相应的阈值，在设定频率之后寻找多个峰值，并比较最大峰值的频率与转频是否近似成整数倍关系，且倍数应该大于正常齿数；
10、s7.若最大峰值的频率与转频近似是整数倍关系，再计算相邻峰值之间的频率间隔；若为该最大峰值的频率，则认为该最大峰值所对应的频率为齿轮啮合频率，其余峰值对应的频率为该啮合频率的谐波；反之则继续自适应调整阈值，再次进行寻峰，直至满足条件；
11、s8.当齿轮发生故障时，啮合频率的两边会产生频率为 f的边带，计算啮合频率的左边边带能量和，记作上边带能量和；计算啮合频率的右边边带能量和，记作下边带能量和；
12、s9.计算上边带能量和与下边带能量和的比值，若能量和比值大于所设定的阈值，则判断减速箱齿轮发生故障，若没有大于，则说明减速箱齿轮正常。
13、上述技术方案中，还包括：
14、s10.根据减速箱齿轮发生故障的类型，可自由选择不同能量和比值及设定不同的阈值大小；
15、s11.当减速箱齿轮发生不平衡故障时，此时计算一倍、二倍、三倍啮合频率的上边带能量和与下边带能量和，将一倍啮合频率的上边带能量和、下边带能量和与二倍、三倍啮合频率的上边带能量和、下边带能量和做比值，若比值大于设定能量和比阈值，则判断为齿轮不平衡故障。
16、上述技术方案中，步骤s3寻峰阈值法按如下步骤实现：
17、对发生故障的加速度信号y寻找多个局部极大峰值，得到一组峰值序列，然后，设定一个阈值，选取大于阈值的峰值，得到新的峰值序列。
18、上述技术方案中，步骤s2滤波范围为[3hz,10000hz]。
19、上述技术方案中，步骤s4设置转频 f＜50hz。
20、上述技术方案中，步骤s6中设定频率150hz之后寻找多个峰值。
21、上述技术方案中，步骤s6中倍数应该大于17。
22、上述技术方案中，步骤s9能量和计算步骤如下：
23、第一步：对发生故障的加速度信号y进行fft变换，得到频率及频谱幅值；
24、第二步：在频率中找出给定中心频率ift偏差范围内对应的索引，并从频谱幅值中取出这个范围内的最大值；
25、第三步：提取给定中心频率的上边带各频率的幅值，设定边带数，通过公式计算得到上边带能量和；
26、第四步：提取给定中心频率的下边带各频率的幅值，设定边带数，通过公式计算得到下边带能量和；
27、设z为振动频率，t3为频率上限，t2为频率下限； f(z)为t2到t3范围内所有幅值的平方和；则能量和的计算公式为：
28、。
29、本专利技术还提供一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断系统，用于实现上述的方法。
30、同时，本专利技术还提供一种存储介质，存储计算机程序，当程序被执行时用于执行上述的方法包含的步骤。
31、相对于现有技术，本专利技术产生的有益效果是：
32、现有技术很多时候无法得知设备的转速及减速箱的齿轮齿数信息无法进行故障诊断，因此，本专利技术提出的一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法及系统，可用于对减速箱故障的诊断与识别。
33、1.当设备发生故障时，在不知道减速箱实际转速的情况下，通过相邻的时域振动冲击脉冲间隔来自动计算设备转速；自动计算出减速齿轮箱的转频。
34、2.当设备发生故障时，在不知道减速箱齿轮齿数的情况下，自动识别齿轮啮合频率及其谐波；
35、3. 当设备发生故障时可实现对减速箱的自动故障诊断与识别。通过齿轮的啮合频率及边带，提出采用计算齿轮边带能量比和能量和来实现减速箱的故障诊断。
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1.一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于还包括：
3.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤S3寻峰阈值法按如下步骤实现：
4.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤S2滤波范围为[3Hz,10000Hz]。
5.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤S4设置转频f＜50Hz。
6.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤S6中设定频率150Hz之后寻找多个峰值。
7.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤S6中倍数应该大于17。
8.根据权利要求1所
9.一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断系统，其特征在于用于实现上述权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种存储介质，存储计算机程序，其特征在于当程序被执行时用于执行上述权利要求1-8任一项方法包含的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于还包括：
3.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤s3寻峰阈值法按如下步骤实现：
4.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤s2滤波范围为[3hz,10000hz]。
5.根据权利要求1所述的基于振动冲击脉冲法及齿轮边带能量和比值的减速箱自动故障诊断方法，其特征在于步骤s4设置转频f＜50hz。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨世飞，张伟，徐徐，孙磊，邹小勇，戴志诚，王鲁剑，
申请(专利权)人：南京凯奥思数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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