行星齿轮减速器振动信号特征与故障信号分析
行星齿轮减速器振动信号特征
由于行星减速器传动系统具有旋转和旋转的行星齿轮，振动信号不仅包括太阳轮、行星齿轮、内齿圈和行星齿轮架的转动频率，还包括它们之间的啮合频率。另外，上述频率的倍频与振动信号的其他部分叠加。通常，传感器安装在齿圈上或连接到壳体上以收集振动信号。啮合点相对于太阳齿轮，行星齿轮和齿轮副的位置随行星齿轮架的旋转而变化，因此，改变了啮合点与传感器之间的振动传递路径。时变传输路径对振动测试信号产生幅度调制效应，进一步增加了信号的复杂性。考虑到行星齿轮系统的这一特性，适用于不同结构的行星齿轮减速器的振动信号模型是进一步分析的基础。国内外许多学者根据行星齿轮减速器的一些特点建立了相应的信号模型和加工方法。
2009年，澳大利亚新南威尔士大学利用光谱峰度有效地提取故障特征，以解决传统诊断方法无法诊断风力涡轮机行星齿轮箱环形裂缝的问题。清华大学冯志鹏开展了对风扇行星齿轮减速器分布式故障及局部故障系统的研究，详细讨论了行星齿轮系统中行分析了太阳星齿轮和内齿轮环的失效机理，建立了相应的信号模型，推导出相应的计算公式。换句话说，行星齿轮系统故障诊断的故障特征频率，建立了更完整的分析方法。但是，由于行星齿轮系统本身的复杂性，研究人员只采用简化的方法对其进行研究，忽略了许多特征，只是在某一点上进行分析，没有形成完整的系统诊断方法。此外，只有严重的齿轮失效（严重磨损、断齿等）才能识别出早期的失效信号。
行星齿轮减速器故障信号分析方法
根据行星齿轮减速器的结构特点，测量信号通常包含多个频率分量。如何分离故障信号，识别障碍类型是解决这一问题的关键。冯志鹏等人提出了一种基于经验模态分解和行星减速器振动信号调幅特性的频率解调分析方法，提出了基本模态函数的选取原则。分析中应考虑齿轮啮合的瞬时影响因素以及齿轮刚度和相变的影响。在目前的行星齿轮系统中，多级行星齿轮减速器经常用于非常重要的场合，其结构比较复杂。因此，在齿轮故障诊断中，有必要将基于实时信号处理的时域同步平均法与现代信号采集技术相结合，以提高信号的实时性，进行实时诊断有效的检测。为了提高行星齿轮系统故障预测的准确性，需要采取多种方法。
