CN108507784A - 一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测*** - Google Patents

一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，涉及以齿轮传动为主要传动方式的传动装置的实时性能检测技术领域。该检测***包括信号采集模块、信号集中存储模块和信号处理模块。信号采集模块包括温度传感器、压力传感器、霍尔传感器、加速度传感器和涡流式传感器，各传感器均固定大型减速器的不同位置上。同时，信号采集模块包括的各传感器均与信号集中存储模块无线连接，信号集中存储模块再与信号处理模块相连。本发明提供的基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，能够有效预测大型减速器的使用寿命以及准确判断大型减速器故障发生的原因，甚至能够精确的诊断出发生故障的具体部位。

Description

一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***
技术领域
本发明涉及以齿轮传动为主要传动方式的传动装置的实时性能检测技术领域，尤其涉及一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***。
背景技术
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速或增大转矩，以满足工作需要。减速器的稳定性对整个机械设备来说是非常重要的，特别是对于煤矿开采领域使用的大型减速器而言，其在煤矿开采过程中的重要作用。一旦发生故障，将严重影响其性能，若是没有被及时发现，等到故障发生时，那将会造成巨大的经济损失，甚至威胁到操作人员的生命安全。因此对减速器工作状态的实时监测就显得尤为重要。但现阶段并没有成熟、及时、准确、有效的检测减速器工作状态的方法，目前普遍是通过对减速器进行定期或不定期的人为检查来排查减速器可能存在的故障问题，这类检测方法大多是人为观测和排查，很多时候并不能准确发现减速器存在的问题，存在极大的隐患。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，实现对大型减速器的性能进行实时检测。
一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，包括信号采集模块、信号集中存储模块和信号处理模块；所述信号采集模块连接信号集中存储模块，信号集中存储模块连接信号处理模块；所述信号采集模块包括温度传感器、压力传感器、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一涡流式传感器和第二涡流式传感器，各传感器均固定在大型减速器的不同位置上；所述信号采集模块包括的各传感器均与信号集中存储模块无线连接。
优选地，所述信号采集模块包括的温度传感器、压力传感器、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一涡流式传感器和第二涡流式传感器均为无线式传感器。
优选地，所述温度传感器固定在大型减速器下箱体的润滑油中，用来测量大型减速器箱体中润滑油的温度；所述压力传感器固定在大型减速器下箱体的润滑油中，用来检测大型减速器箱体中润滑油的压力；所述第一霍尔传感器包括第一霍尔贴片和第一霍尔接收器，用来检测大型减速器主输入轴的转速；所述第二霍尔传感器包括第二霍尔贴片和第二霍尔接收器，用来检测大型减速器主输出轴的转速；所述第一霍尔贴片固定在大型减速器的主输入轴上，第一霍尔接收器与第一霍尔贴片相对应的固定在大型减速器的下箱体内壁上；所述第二霍尔贴片固定在大型减速器的主输出轴上，第二霍尔接收器与第二霍尔贴片相对应的固定在大型减速器的下箱体内壁上；所述加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器和第三加速度传感器，分别固定在主输入轴、过渡轴和主输出轴附近的减速器箱体的内表面上，齿轮啮合时会产生振动信号，这些振动信号会通过主输入轴、主输出轴和传动轴传递到主输入轴轴承、主输出轴轴承和传动轴轴承上，三个加速度传感器分别用来测量主输入轴轴承、传动轴轴承和主输出轴轴承三个轴承座的振动信号，进而测量出整个下箱体的振动信号；所述第一涡流传感器和第二涡流传感器均固定在主输入轴的表面上，且两涡流式传感器的轴线彼此相互垂直，分别检测主输入轴两个径向方向的振动位移信号，进而测量出主输入轴的振动位移。
优选地，所述信号集中存储模块采用数据采集器，所述数据采集器固定在大型减速器箱体的外壁上，信号采集模块包括的各个传感器采集到的各种信号通过无线网络传输到数据采集器中，数据采集器将各个传感器采集到的信号进行汇总并集中存储后，再发送到信号分析处理模块。
优选地，所述信号分析处理模块采用计算机；所述计算机内存储有大量大型减速器正常工作状态下各类信号的相关数据和图像，其主要作用是把信息采集模块中各个传感器采集传输过来的各种信号转化成数据或图像，然后同存储在计算机中的数据或图像进行对比，实现对大型减速器的性能检测。
由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，能够通过信号采集模块中各传感器实时监测大型减速器各个传输轴轴承座的振动信号、输入轴的振动位移信号、输出轴的转速以及大型减速器中的润滑油温度及压力的变化，通过数据的采集、传递、处理和分析，做到有效的预测大型减速器的使用寿命以及准确判断大型减速器故障发生的原因，甚至能够精确的诊断出发生故障的具体部位，并将此信息及时反馈给检测人员，做到有效避免意外的发生，降低事故风险，加快故障修复，保障生命财产安全。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***的结构框图；
图2为本发明实施例提供的信号采集模块中各传感器在大型减速器传感器中的具体安装位置俯视示意图；
图3为本发明实施例提供的信号采集模块中各传感器在大型减速器传感器具体安装位置侧视示意图。
图中：1、第一霍尔接收器；2、第一霍尔贴片；3、主输入轴轴承；4、第一涡流传感器；5、第二涡流传感器；6、主输入轴；7、第一加速度传感器；8、数据采集器；9、温度传感器；10、第二加速度传感器；11、传动轴轴承；12、主输出轴轴承；13、主输出轴；14、第三加速度传感器；15、下箱体；16、第二霍尔贴片；17、第二霍尔接收器；18、压力传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本实施例以某大型减速器为例，使用本发明的基于多传感器融合的大型减速器性能检测***对该减速器性能进行检测。
一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***对该减速器性能进行检测，如图1所示，包括信号采集模块、信号集中存储模块和信号处理模块；所述信号采集模块连接信号集中存储模块，信号集中存储模块连接信号处理模块；信号采集模块包括温度传感器9、压力传感器18、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第一加速度传感器7、第二加速度传感器10、第三加速度传感器14、第一涡流式传感器4和第二涡流式传感器5，各传感器均固定在大型减速器的不同位置上。信号采集模块包括的各传感器与信号集中存储模块均通过无线传输信号。
信号采集模块包括的各传感器均固定在大型减速器的不同位置，如图2和3所示，分别为：温度传感器9固定在大型减速器下箱体15中的润滑油中，用来测量大型减速器下箱体15中润滑油的温度；压力传感器18固定在大型减速器下箱体15中的润滑油中，用来检测大型减速器下箱体15中润滑油的压力；第一霍尔传感器包括第一霍尔贴片1和第一霍尔接收器2，用来检测大型减速器主输入轴6的转速；第二霍尔传感器包括第二霍尔贴片16和第二霍尔接收器17，用来检测大型减速器主输出轴13的转速；第一霍尔贴片1固定在大型减速器的主输入轴6上，第一霍尔接收器2与第一霍尔贴片1相对应的固定在大型减速器的下箱体15内壁上；第二霍尔贴片16固定在大型减速器的主输出轴13上，第二霍尔接收器17与第二霍尔贴片16相对应的固定在大型减速器的下箱体15内壁上；加速度传感器包括第一加速度传感器7、第二加速度传感器10和第三加速度传感器14，分别固定在主输入轴3、过渡轴和主输出轴13附近的减速器下箱体15的内表面上，齿轮啮合时会产生振动信号，这些振动信号会通过主输入轴6、主输出轴13和传动轴传递到主输入轴轴承3、主输出轴轴承12和传动轴轴承11上，三个加速度传感器分别用来测量主输入轴轴承3、传动轴轴承11和主输出轴轴承12三个轴承座的振动信号，进而测量出整个下箱体15的振动信号；第一涡流传感器4和第二涡流传感器5均固定在主输入轴的表面上，且两涡流式传感器的轴线彼此相互垂直，分别检测主输入轴6两个径向方向的振动位移信号，进而测量出主输入轴6的振动位移。
信号集中存储模块采用数据采集器，数据采集器固定在大型减速器箱体的外壁上，信号采集模块包括的各个传感器采集到的各种信号通过无线网络传输到数据采集器中，数据采集器将各个传感器采集到的信号进行汇总并集中存储后，再发送到信号分析处理模块。
信号分析处理模块采用计算机，计算机内存储有大量大型减速器正常工作状态下各类信号的相关数据和图像，其主要作用是把各个传感器采集传输过来的各种信号转化成数据或图像，然后同原本存储在计算机中的数据或图像进行对比，实现对大型减速器的性能检测。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：包括信号采集模块、信号集中存储模块和信号处理模块；所述信号采集模块连接信号集中存储模块，信号集中存储模块连接信号处理模块；所述信号采集模块包括温度传感器、压力传感器、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一涡流式传感器和第二涡流式传感器，各传感器均固定在大型减速器的不同位置上；所述信号采集模块包括的各传感器均与信号集中存储模块无线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述信号采集模块包括的温度传感器、压力传感器、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一涡流式传感器和第二涡流式传感器均为无线式传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述温度传感器固定在大型减速器下箱体的润滑油中，用来测量大型减速器箱体中润滑油的温度。
4.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述压力传感器固定在大型减速器下箱体的润滑油中，用来检测大型减速器箱体中润滑油的压力。
5.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述第一霍尔传感器包括第一霍尔贴片和第一霍尔接收器，用来检测大型减速器主输入轴的转速；所述第二霍尔传感器包括第二霍尔贴片和第二霍尔接收器，用来检测大型减速器主输出轴的转速；所述第一霍尔贴片固定在大型减速器的主输入轴上，第一霍尔接收器与第一霍尔贴片相对应的固定在大型减速器的下箱体内壁上；所述第二霍尔贴片固定在大型减速器的主输出轴上，第二霍尔接收器与第二霍尔贴片相对应的固定在大型减速器的下箱体内壁上。
6.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述加速度传感器包括第一加速度传感器、第二加速度传感器和第三加速度传感器，分别固定在主输入轴、过渡轴和主输出轴附近的减速器箱体的内表面上，齿轮啮合时会产生振动信号，这些振动信号会通过主输入轴、主输出轴和传动轴传递到主输入轴轴承、主输出轴轴承和传动轴轴承上，三个加速度传感器分别用来测量主输入轴轴承、传动轴轴承和主输出轴轴承三个轴承座的振动信号，进而测量出整个下箱体的振动信号。
7.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述第一涡流传感器和第二涡流传感器均固定在主输入轴的表面上，且两涡流式传感器的轴线彼此相互垂直，分别检测主输入轴两个径向方向的振动位移信号，进而测量出主输入轴的振动位移。
8.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述信号集中存储模块采用数据采集器，所述数据采集器固定在大型减速器箱体的外壁上，信号采集模块包括的各个传感器采集到的各种信号通过无线网络传输到数据采集器中，数据采集器将各个传感器采集到的信号进行汇总并集中存储后，再发送到信号分析处理模块。
9.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的大型减速器性能检测***，其特征在于：所述信号分析处理模块采用计算机；所述计算机内存储有大量大型减速器正常工作状态下各类信号的相关数据和图像，其主要作用是把信息采集模块中各个传感器采集传输过来的各种信号转化成数据或图像，然后同存储在计算机中的数据或图像进行对比，实现对大型减速器的性能检测。
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