CN111289243A - 一种判定齿轮箱异响的方法、***及存储介质 - Google Patents

一种判定齿轮箱异响的方法、***及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种判定齿轮箱异响的方法、***及存储介质。所述判定齿轮箱异响的方法包括如下步骤：S1、确定齿轮箱的异响参数阈值；S2、采集齿轮箱振动波形图，通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；S3、通过所述齿轮箱振动波形图计算出振动有效值；S4、通过所述峰峰值和所述振动有效值得到齿轮箱的异响参数；S5、将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，若所述异响参数大于所述异响参数阈值，则齿轮箱存在异响。本发明可根据齿轮箱的振动波形图自动判断齿轮箱是否存在异响，无需人工听音诊断，提升了检测齿轮箱异响的检测效率和准确性。

Description

一种判定齿轮箱异响的方法、***及存储介质
技术领域
本发明涉及齿轮箱检测技术领域，尤其涉及一种判定齿轮箱异响的方法、***及存储介质。
背景技术
齿轮箱在出厂前需要进行检测，其中一项检测是检测齿轮箱是否存在异响，导致齿轮箱存在异响的原因有多种，例如：1、齿轮齿面存在磕碰伤、划伤或缺陷，这些磕碰伤、划伤或缺陷引起周期性振动脉冲，俗称“毛头”；2、杂质或异物进入齿轮箱内部啮合区域，引起非周期性的振动脉冲；3、齿轮啮合碾压润滑油产生的振动脉冲。
现有技术中，对齿轮箱异响的检测通常是依靠检测人员长期听诊齿轮箱，依靠检测人员累积的经验作出是否存在异响的判定，主观意识强，且易受到环境因素的干扰。
虽然也有一些通过检测设备来检测齿轮箱是否存在异响的方法，但同时也还是需要依靠检测人员的一些运算、分析和判断，检测效率低，检测结果不够准确。
因此，亟待提供一种检测效率高，检测结果准确的检测齿轮箱异响的方法。
发明内容
本发明提供一种判定齿轮箱异响的方法、***及存储介质，用于高效和准确的检测齿轮箱是否异响。
第一方面，本发明实施例提供了一种判定齿轮箱异响的方法，其中，包括如下步骤：
S1、预先设置齿轮箱的异响参数阈值；
S2、采集齿轮箱振动波形图，通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；
S3、通过所述齿轮箱振动波形图计算出振动有效值；
S4、通过所述峰峰值和所述振动有效值得到齿轮箱的异响参数；
S5、将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，若所述异响参数大于或等于所述异响参数阈值，则齿轮箱存在异响。
在本发明一种可选的实施方式中，所述步骤S1具体包括：
S11、根据齿轮箱的结构和参数确定齿轮箱的异响参数阈值。
在本发明一种可选的实施方式中，所述齿轮箱的结构和参数包括齿轮个数、模数、齿数及转速中的一个或多个。
在本发明一种可选的实施方式中，所述步骤S4具体包括：
S41、通过将所述峰峰值和所述振动有效值相除得到齿轮箱的异响参数。
在本发明一种可选的实施方式中，所述步骤S5还包括：
S51、若所述异响参数大于或等于所述异响参数阈值，则将所述异响参数通过红色字体显示。
在本发明一种可选的实施方式中，所述步骤S2中通过振动加速度传感器来检测齿轮箱的振动，得到齿轮箱振动波形图。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于实现如上所述的判定齿轮箱异响的方法的***，***包括：
齿轮箱；
测试电机，与所述齿轮箱连接，用于带动所述齿轮箱转动，以检测所述齿轮箱是否存在异响；
振动加速度传感器，设于所述齿轮箱上，用于检测所述齿轮箱的振动；
数据采集单元，与所述振动加速度传感器连接，用于采集所述齿轮箱振动波形图；
判断单元，用于通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；用于根据所述振动波形图计算出振动有效值，并通过所述峰峰值和所述振动有效值得到所述齿轮箱的异响参数；用于将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，判断所述齿轮箱是否存在异响。
在本发明一种可选的实施方式中，所述振动加速度传感器可拆卸连接在所述齿轮箱的齿圈的表面。
在本发明一种可选的实施方式中，所述振动加速度传感器与所述齿轮箱磁吸连接。
第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读储存介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任一方案所述的判定齿轮箱异响的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明可根据齿轮箱的振动波形图自动判断齿轮箱是否存在异响，无需人工听音诊断，提升了检测齿轮箱异响的检测效率和准确性，且根据齿轮箱的振动波形图来判断齿轮箱是否存在异响，判断结果较准确。
附图说明
图1是本发明实施例中判定齿轮箱异响的方法的流程图；
图2是本发明实施例中齿轮箱振动波形图；
图3是本发明实施例中齿轮箱振动波形的简示图；
图4是本发明实施例中判定齿轮箱异响的***的结构示意图。
附图说明：
10-齿轮箱；20-测试电机；30-振动加速度传感器；40-数据采集单元；50-判断单元；60-线缆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
本实施例在于提供一种判定齿轮箱异响的方法，如图1所示，本发明判定齿轮箱异响的方法具体包括如下步骤：
S1、确定齿轮箱的异响参数阈值；
S2、采集齿轮箱振动波形图，通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；
S3、通过所述齿轮箱振动波形图计算出振动有效值；
S4、通过所述峰峰值和所述振动有效值得到齿轮箱的异响参数；
S5、将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，若所述异响参数大于或等于所述异响参数阈值，则齿轮箱存在异响。
如背景技术中所述，齿轮箱发生异响的原因有：1、齿轮齿面存在磕碰伤、划伤或缺陷，这些磕碰伤、划伤或缺陷引起周期性振动脉冲；2、杂质或异物进入齿轮箱内部啮合区域，引起非周期性的振动脉冲；3、齿轮啮合碾压润滑油产生的振动脉冲，等等。从齿轮箱产生异响的原因可知，异响是一种周期或非周期冲击振动造成的，其特点具有脉冲性质。图2是本发明实施例中齿轮箱振动波形图，如图2所示，根据齿轮的特性，如齿轮出现损伤，振动时域波形中会出现明显的尖峰。
图3示出了齿轮箱振动波形中的单峰值、峰峰值、有效值和平均值，峰峰值为最大正峰值和最大负峰值的差，即用最大正峰值减去最大负峰值即为峰峰值。振动有效值URMS的定义式为：
Figure BDA0002398146220000051
式中，URMS为振动有效值，综合反映振动的程度，但其值为时间的平均，因此对振动脉冲反映不灵敏，不能显示出振动冲击信息。而振动峰值或峰峰值仅反映出振动幅值的最大值，同样无法体现振动冲击信息。而如前文所述，如齿轮出现损伤时齿轮箱振动波形会出现明显的尖峰，因此，结合此特性，本发明提出了上述判定齿轮箱异响的方法，通过齿轮箱振动波形来判断，并将峰峰值及振动有效值URMS结合起来判断，通过峰峰值和振动有效值URMS得到齿轮箱的异响参数，将异响参数与预先设置的异响参数阈值比较，若异响参数大于或等于异响参数阈值，则齿轮箱存在异响，设异响参数为△Y，异响参数阈值为Y，也就说，若△Y≥Y，则齿轮箱存在异响。当然也可以调整为只在异响参数大于异响参数阈值时才判断为存在异响。通过上述判断方法，可以准确的判断出齿轮箱是否出现异响，进而检测出存在损伤的不合格齿轮箱，为生产检测提供一种快速高效且准确的方法。
进一步的，所述步骤S4具体包括：
S41、通过将所述峰峰值和所述振动有效值相除得到齿轮箱的异响参数。
具体的，由前文可知，本发明是将峰峰值和振动有效值URMS结合得到齿轮箱的异响参数△Y，将该异响参数△Y与预先设置的异响参数阈值Y比较来判断齿轮箱是否存在异响，若异响参数△Y大于或等于异响参数阈值Y，则齿轮箱存在异响。但具体通过峰峰值和振动有效值URMS的结合来得到异响参数△Y的方法可以有很多，本发明中，是用峰峰值除以振动有效值URMS来得到异响参数△Y，设峰峰值为X，则△Y＝X/URMS。
在其它实施中，例如可以将异响参数△Y设置为URMS/X,或者再加上其它一些修正的参数值等，在此不作限制，只是在将异响参数△Y与预设的异响参数阈值Y对比时，根据异响参数△Y的计算规则的不同，相应的调整预设的异响参数阈值Y即可。
进一步的，所述步骤S5还包括：
S51、若所述异响参数大于所述异响参数阈值，则将所述异响参数通过红色字体显示。
在检测齿轮箱异响的过程中，会有显示设备，用来显示检测到的数据。本发明中，若检测到的异响参数△Y大于异响参数阈值Y，则在显示设备上通过红色的字体显示异响参数△Y，这样便于检测人员发现异常，及时处理。也可以同时配合声光报警设备来提示齿轮箱存在异响，在此不作限制。另外，红色字体也可以改为其它醒目的颜色，例如黄色等，或者凸出显示，只需起到醒目的提示作用即可。
进一步的，所述步骤S1具体包括：
S11、根据齿轮箱的结构和参数确定齿轮箱的异响参数阈值。
异响参数阈值Y的确定可根据齿轮箱的结构和参数具体设置，不同尺寸规格的齿轮箱的异响参数阈值Y不同。更进一步的，齿轮箱的结构和参数包括齿轮个数、模数、齿数及转速中的一个或多个。
进一步的，步骤S2中通过振动加速度传感器来检测齿轮箱的振动，得到齿轮箱振动波形图。
振动加速度传感器可精确的检测到齿轮箱的振动，形成齿轮箱的振动波形图，为后续的异响判断提供依据。
本实施例的优点在于：
通过齿轮箱的振动波形图来自动判断齿轮箱是否存在异响，无需人工听音诊断，提升了检测齿轮箱异响的检测效率和准确性，且结合峰峰值和振动有效值URMS来判断异响，提升了判断的准确性。
实施例二
本发明实施例二还在于提供一种实现如上所述的判定齿轮箱异响的方法的***，如图4所示，***包括齿轮箱10、测试电机20、振动加速度传感器30、数据采集单元40以及判断单元50。齿轮箱10空载进行检测，测试电机20连接到空载的齿轮箱10上来带动齿轮箱10转动，以检测齿轮箱10是否存在异响。振动加速度传感器30设于齿轮箱10上，用于检测齿轮箱10的振动。数据采集单元40与振动加速度传感器30连接，用于从振动加速度传感器30处采集齿轮箱振动波形图。数据采集单元40可为数据采集器。判断单元50主要起到数据处理和判断的作用，通过软件自动判定。判断单元50的主要工作为：通过齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值X；根据振动波形图计算出振动有效值URMS，并通过峰峰值X和振动有效值URMS得到齿轮箱10的异响参数△Y；将异响参数△Y与异响参数阈值Y比较，判断齿轮箱10是否存在异响。
可以理解的是，振动加速度传感器30通过线缆60连接到数据采集单元40上，实现信号和数据的传输。
如图4所示，振动加速度传感器30可拆卸的连接在齿轮箱10上，并连接在齿轮箱10的齿圈的表面。齿轮箱10的箱体有些部分是由齿圈构成，齿圈也就是行星减速齿轮结构中的内齿圈，内齿圈啮合在行星轮的外圈，所以内齿圈的外表面也就暴露在齿轮箱10上，构成齿轮箱10箱体的一部分。由于内齿圈与齿轮箱10内部的齿轮啮合，所以将振动加速度传感器30连接在此内齿圈表面可以更精确的检测到齿轮箱10的振动。
进一步的，振动加速度传感器30与齿轮箱10磁吸连接，也就是与齿轮箱10的齿圈磁吸连接。齿轮箱10的齿圈为钢材，振动加速度传感器30可以通过磁吸吸附在齿圈上，检测完后，再将振动加速度传感器30从齿圈上取下即可。例如可以在振动加速度传感器30上安装一块磁铁，即可实现磁吸连接了。通过磁吸连接将振动加速度传感器30连接到齿轮箱10上，可实现快速的连接和拆卸，适于工业批量检测。当检测完一个齿轮箱10后，可快速的将振动加速度传感器30从该齿轮箱10上取下，并迅速的将振动加速度传感器30连接到另一齿轮箱10进行检测。
实施例三
本发明实施例三还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述判定齿轮箱异响的方法，该判定齿轮箱异响的方法包括：
S1、预先设置齿轮箱的异响参数阈值；具体如上述；
S2、采集齿轮箱振动波形图，通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；具体如上述；
S3、通过所述齿轮箱振动波形图计算出振动有效值；具体如上述；
S4、通过所述峰峰值和所述振动有效值得到齿轮箱的异响参数；具体如上述；
S5、将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，若所述异响参数大于或等于所述异响参数阈值，则齿轮箱存在异响；具体如上述。
当然,本发明实施例所提供的计算机可读存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的判定齿轮箱异响的方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
上述实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种判定齿轮箱异响的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、预先设置齿轮箱的异响参数阈值；
S2、采集齿轮箱振动波形图，通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；
S3、通过所述齿轮箱振动波形图计算出振动有效值；
S4、通过所述峰峰值和所述振动有效值得到齿轮箱的异响参数；
S5、将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，若所述异响参数大于或等于所述异响参数阈值，则齿轮箱存在异响。
2.根据权利要求1所述的判定齿轮箱异响的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
S11、根据齿轮箱的结构和参数确定齿轮箱的异响参数阈值。
3.根据权利要求2所述的判定齿轮箱异响的方法，其特征在于，所述齿轮箱的结构和参数包括齿轮个数、模数、齿数及转速中的一个或多个。
4.根据权利要求1所述的判定齿轮箱异响的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
S41、通过将所述峰峰值和所述振动有效值相除得到齿轮箱的异响参数。
5.根据权利要求1所述的判定齿轮箱异响的方法，其特征在于，所述步骤S5还包括：
S51、若所述异响参数大于或等于所述异响参数阈值，则将所述异响参数通过红色字体显示。
6.根据权利要求1所述的判定齿轮箱异响的方法，其特征在于，所述步骤S2中通过振动加速度传感器来检测齿轮箱的振动，得到齿轮箱振动波形图。
7.一种用于实现如权利要求1-6任一项所述的判定齿轮箱异响的方法的***，其特征在于，包括：
齿轮箱(10)；
测试电机(20)，与所述齿轮箱(10)连接，用于带动所述齿轮箱(10)转动，以检测所述齿轮箱(10)是否存在异响；
振动加速度传感器(30)，设于所述齿轮箱(10)上，用于检测所述齿轮箱(10)的振动；
数据采集单元(40)，与所述振动加速度传感器(30)连接，用于采集所述齿轮箱振动波形图；
判断单元(50)，用于通过所述齿轮箱振动波形图得到最大正峰值和最大负峰值，用所述最大正峰值减去所述最大负峰值得到峰峰值；用于根据所述振动波形图计算出振动有效值，并通过所述峰峰值和所述振动有效值得到所述齿轮箱(10)的异响参数；用于将所述异响参数与所述异响参数阈值比较，判断所述齿轮箱(10)是否存在异响。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述振动加速度传感器(30)可拆卸连接在所述齿轮箱(10)的齿圈的表面。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述振动加速度传感器(30)与所述齿轮箱(10)磁吸连接。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的判定齿轮箱异响的方法。
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