微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备，其中4套振动加速度计和4套温度传感器分别布置在驱动桥左、右半轴轴承座、驱动桥主减壳体、传动轴联接轴承座处；3套扭矩传感器分别布置在驱动桥左、右半轴、传动轴与电机联接之间；4套声级计分别布置在距离驱动桥左、右半轴轴承座、驱动桥主减壳体、传动轴联接轴承座50cm的位置；3套应力传感器分别布置在驱动桥主减壳体、驱动桥左、右半轴轴承支撑部位；控制单元采集大、小周期数据以进行故障诊断和可靠性预测。使用本实用新型专利技术能够监测驱动桥上关键部位的振动、噪声、温度、扭矩、应力参数，从而实现故障诊断和可靠性评估，达到在线监测与故障诊断的效果。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微面汽车驱动桥
，具体涉及一种微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备。
技术介绍
汽车驱动桥是微面汽车的关键部件之一，且工作条件也最为恶劣。因此它的工作可靠性是保证车辆动力性和行驶性以及燃油经济性的关键。后驱动桥在台架上进行可靠性试验过程中，随着传动轴动力和运动的输入、主减齿轮的啮合传动，包括主减齿轮、支撑轴承、半轴、差速齿轮、车桥等在内零部件，不仅要发生正常的摩擦磨损，而且要产生振动和噪声，润滑油液温度也将发生一定的变化。所以在台架上在对驱动桥进行可靠性试验时，如果研发一套在线监测与故障系统监测驱动桥上关键部位的振动、噪声、温度、扭矩、应力等参数，对研究驱动桥关键零部件的疲劳寿命与可靠性机理、损伤机理、振动噪声机理具有很重大的实用意义。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备，能够较为全面地监测驱动桥上关键部位的振动、噪声、温度、扭矩、应力等参数，进而能够利用这些参数进行故障诊断和可靠性评估，从而达到在线监测与故障诊断的效果。该方案是这样实现的一种微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备，包括4套振动加速度计、3套扭矩传感器、4套温度传感器、3套应力传感器、4套声级计、以及转速传感器、 信号处理器、数据采集卡各一套、数据低速采集和存储模块、故障诊断模块、数据高速采集模块、数据库、可靠性预测模块，以及图形输出模块；4套振动加速度计分别布置在驱动桥左半轴轴承座、驱动桥主减壳体、驱动桥右半轴轴承座、传动轴联接轴承座处；3套扭矩传感器分别布置在驱动桥左半轴、驱动桥右半轴、传动轴与电机联接之间；4套温度传感器与4个振动加速度计布置位置相同；4套声级计分别布置在距离驱动桥左半轴轴承座50cm的位置、距离驱动桥主减壳体50cm的位置、距离驱动桥右半轴轴承座50cm的位置、距离传动轴联接轴承座50cm的位置；3套应力传感器，分别布置在驱动桥主减壳体、驱动桥左半轴轴承支撑部位、驱动桥右半轴轴承支撑部位；转速传感器，布置在传动轴与电机联接装置之间；信号处理器连接所有传感器和数据采集卡，数据低速采集分别连接大周期数据获取模块和小周期数据获取模块；大周期数据获取模块分别连接数据库、小周期数据获取模块、故障诊断模块和图形输出模块；小周期数据获取模块分别连接数据库、故障诊断模块和图形输出模块；故障诊断模块分别连接数据库、可靠性预测模块和图形输出模块；可靠性预测诊断模块进一步连接数据库和图形输出模块。其中，信号处理器，具有阻抗变换、积分、滤波和放大功能，对所有传感器采集的数据进行数字信号处理后输出给数据采集卡；数据采集卡按照设定频率采集信号处理器处理后的传感器信号；大周期数据获取模块，接收数据采集卡发来的传感器信号，将每分钟内每路传感器信号中的最大值作为大周期数据保存到数据库中，并将大周期数据作为监测数据之一发送给图形输出模块；当振动、噪声或温度信号有效值超过国家标准值或行业标准值时，启动小周期数据获取模块并触发故障诊断模块。小周期数据获取模块，在被启动后从数据采集卡中获取各传感器的实时数据即小周期数据，每个通道数据长度大于4096个点，将小周期数据保存到数据库并且作为监测数据之一发送给图形输出模块；故障诊断模块，在被触发后从数据库提取最近至少2个小时的大周期数据和小周期数据采集模块本次被启动后获得的小周期数据，利用提取的数据进行故障诊断，将故障诊断结果发送给可靠性预测模块和图形输出模块；可靠性预测模块，从数据库提取最近至少2个小时的大周期数据和小周期数据采集模块本次被启动后获得的小周期数据，利用大周期数据、小周期数据、运动部件的运动特征以及故障诊断结果获得各个零部件的健康指数，绘制健康指数随时间变化的趋势曲线， 并利用时间序列模型预测驱动桥可靠性，将可靠性预测结果发送给图形输出模块；图形输出模块，输出监测数据、故障诊断结果、可靠性预测结果；数据库，用于存储各种传感器信号和经过数字信号处理后的各种信号。有益效果本技术基于主减齿轮、轴承故障振动噪声机理研究、振动噪声与驱动桥可靠性寿命的关系的理论和实验研究，确定了一系列的关键测点，采用各类传感器监测这些关键测点的振动、噪声、温度、扭矩、转速、应力信号，利用关键测点的传感器信号进行故障诊断，从而达到全面在线监测与故障诊断的效果。本技术所设计的驱动桥在线监测与故障诊断系统，可以为驱动桥的可靠性试验提供一个评价标准，有利于对驱动桥振动噪声污染的控制和治理。该系统不仅可以应用汽车驱动桥的监测与故障诊断，还可推广应用于其它机械系统振动噪声信号的采集与分析。附图说明图1为本技术在线监测与故障诊断设备的结构示意图。具体实施方式以下结合附图并举实施例，对本技术进行详细描述。本技术提供了一种微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备，基于主减齿轮、轴承故障振动噪声机理研究、振动噪声与驱动桥可靠性寿命关系的理论和实验研究，确定了一系列的关键测点，采用各类传感器监测这些关键测点的振动、噪声、 温度、扭矩、转速、应力信号，利用关键测点的传感器信号进行故障诊断，从而达到在线监测与故障诊断的效果。图1为本技术在线监测与故障诊断设备的结构示意图，如图1所示，该设备包括4套振动加速度计、3套扭矩传感器、4套温度传感器、3套应力传感器、4套声级计、1套转速传感器、1套信号处理器和控制单元；控制单元包括数据采集卡、数据低速采集和存储模块、故障诊断模块、数据高速采集模块、数据库、可靠性预测模块，以及图形输出模块。 4套振动加速度计分别布置在驱动桥左半轴轴承座、驱动桥主减壳体、驱动桥右半轴轴承座、传动轴联接轴承座处；3套扭矩传感器分别布置在驱动桥左半轴、驱动桥右半轴、传动轴与电机联接之间；4套温度传感器与4个振动加速度计布置位置相同；4套声级计分别布置在距离驱动桥左半轴轴承座50cm的位置、距离驱动桥主减壳体50cm的位置、 距离驱动桥右半轴轴承座50cm的位置、距离传动轴联接轴承座50cm的位置；3套应力传感器，分别布置在驱动桥主减壳体、驱动桥左半轴轴承支撑部位、驱动桥右半轴轴承支撑部位；转速传感器，布置在传动轴与电机联接装置之间。信号处理器连接所有传感器和数据采集卡，数据低速采集分别连接大周期数据获取模块和小周期数据获取模块；大周期数据获取模块分别连接数据库、小周期数据获取模块、故障诊断模块和图形输出模块；小周期数据获取模块分别连接数据库、故障诊断模块和图形输出模块；故障诊断模块分别连接数据库、可靠性预测模块和图形输出模块；可靠性预测诊断模块进一步连接数据库和图形输出模块。下面对除传感器的各模块功能进行详细描述。信号处理器，具有阻抗变换、积分、滤波和放大功能，对所有传感器采集的数据进行数字信号处理后输出给数据采集卡。数据采集卡按照设定频率和数据长度采集信号处理器处理后的传感器信号。大周期数据获取模块，接收数据采集卡发来的传感器信号，将每分钟内每路传感器信号中的最大值作为大周期数据保存到数据库中，从而获得了振动、噪声、温度、扭矩、驱动桥桥壳主要部位应力信号长周期性规律，并将大周期数据作为监测数据之一发送给图形输出模块，以便图形输出模块输出显示。当振动、噪声或温度信号有效值超过本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种微面汽车驱动桥可靠性台架试验在线监测与故障诊断设备，其特征在于，包括：４套振动加速度计、３套扭矩传感器、４套温度传感器、３套应力传感器、４套声级计、以及转速传感器、信号处理器、数据采集卡各一套、数据低速采集和存储模块、故障诊断模块、数据高速采集模块、数据库、可靠性预测模块，以及图形输出模块；４套振动加速度计分别布置在驱动桥左半轴轴承座、驱动桥主减壳体、驱动桥右半轴轴承座、传动轴联接轴承座处；３套扭矩传感器分别布置在驱动桥左半轴、驱动桥右半轴、传动轴与电机联接之间；４套温度传感器与４个振动加速度计布置位置相同；４套声级计分别布置在距离驱动桥左半轴轴承座５０ｃｍ的位置、距离驱动桥主减壳体５０ｃｍ的位置、距离驱动桥右半轴轴承座５０ｃｍ的位置、距离传动轴联接轴承座５０ｃｍ的位置；３套应力传感器，分别布置在驱动桥主减壳体、驱动桥左半轴轴承支撑部位、驱动桥右半轴轴承支撑部位；转速传感器，布置在传动轴与电机联接装置之间；信号处理器连接所有传感器和数据采集卡，数据低速采集分别连接大周期数据获取模块和小周期数据获取模块；大周期数据获取模块分别连接数据库、小周期数据获取模块、故障诊断模块和图形输出模块；小周期数据获取模块分别连接数据库、故障诊断模块和图形输出模块；故障诊断模块分别连接数据库、可靠性预测模块和图形输出模块；可靠性预测诊断模块进一步连接数据库和图形输出模块。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠彬，余波，宋金响，黄华，宁梦茜，张曼，钱乾，
申请(专利权)人：北京理工大学，重庆长安汽车股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11