[发明专利]一种获取风力机齿轮箱齿数的方法

说明书

技术领域

本发明属于齿轮箱齿轮齿数获取技术领域，具体涉及一种获取风力机齿轮箱齿数的方法。

背景技术

当前主流双馈型风力机齿轮箱普遍采用的传动结构为一级行星两级平行，如图1所示。利用振动信号诊断齿轮箱故障时，必须掌握齿轮箱各级齿轮齿数，从而计算出转轴转频和齿轮副啮合频率，进而确定故障频率，实现故障诊断。齿轮齿数是进行齿轮箱振动测试与故障诊断的关键依据。

目前要想获知齿轮箱齿轮齿数，必须从齿轮箱厂家获取，或者现场开箱清点齿数。齿轮箱生产厂家一般不向用户提供齿轮齿数信息，在现场也不具备清点每一个齿轮齿数的条件，现场人员很难准确获得齿轮齿数信息。

齿轮箱生产厂家一般仅在齿轮箱铭牌上标注齿轮箱增速比，不向用户提供齿轮齿数信息。缺少齿数信息，便难以判断振动信号频谱是否正常，无法确定故障频率的来源。

一般情况下，对于一级行星两级平行结构的齿轮箱，其二、三级齿轮副啮合频率、高速轴转频均能够在振动频谱图中清晰、准确的显示。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种获取风力机齿轮箱齿数的方法，利用振动频谱图中可知的二、三级齿轮副啮合频率、高速轴转频，结合齿轮箱铭牌上标注的增速比，可获得叶轮转频、齿轮箱高速轴齿轮齿数、中间轴大、小齿轮齿数；齿轮箱高速轴和中间轴转速较高，是故障多发区域，在掌握上述齿轮齿数后，有助于齿轮箱主要故障的诊断，为故障诊断工程师提供了一种有效的齿数获取方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种获取风力机齿轮箱齿数的方法，适用于所有采用一级行星和两级平行传动结构的风力机齿轮箱；已知条件为：齿轮箱增速比R、高速轴转频F_h、三级齿轮副啮合频率F₁和二级齿轮副啮合频率F₂；方法依据：齿轮齿数必须为正整数；目前采用一级行星二级平行结构的齿轮箱中间轴齿轮的齿数都在200以内；

具体方法包括如下步骤：

第一步：设高速轴齿轮齿数为Z_h，中间轴小齿齿数为Z_s，中间轴大齿齿数为Z_b，叶轮转频为F₀；

第二步：高速轴齿轮齿数其中表示对取整，同时，叶轮转频

第三步：中间轴大齿轮和小齿轮位于同一转轴，其角速度相等，即则Z_b和Z_s未知，但已知两个值都为小于200的正整数，已知，在直角坐标系中为穿过零点的一条直线；在该坐标系第一象限中分布着横、纵坐标均为正整数的点，在横、纵坐标200以内的这些点中找到离直线距离最近的点，其横、纵坐标即为中间轴小齿轮齿数Z_s和大齿轮齿数Z_b。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点和效果：

优点：在仅获悉齿轮箱增速比的前提下，通过本发明方法能够获得一级行星两级平行结构齿轮箱的高速轴齿轮齿数和中间轴大、小齿轮齿数，方法准确、快速、可编程实现，为故障诊断人员增加了一种计算齿轮箱齿数的实用方法。

所产生的效果：风力机齿轮箱高速轴和中间轴转速较高，故障多发；利用本发明方法，在齿轮箱厂家不提供齿数信息的情况下，故障诊断人员能够准确获得高速轴齿轮齿数和中间轴大、小齿轮齿数，进而确定中间轴转频、高速轴转频、中间轴和高速轴上的轴承故障频率、与齿轮齿数有关的故障频率等，降低了故障诊断人员对齿轮箱厂家的依赖，方便了故障诊断工作的开展。

附图说明

图1是风力机齿轮箱结构图。

图2是本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：

如图2所示，本发明一种获取风力机齿轮箱齿数的方法，

1)适用范围：所有采用一级行星、两级平行传动结构的风力机齿轮箱。

2)已知条件：齿轮箱增速比(R)、高速轴转频(F_h)、三级齿轮副啮合频率(F₁)和二级齿轮副啮合频率(F₂)。

3)方法依据：齿轮齿数必须为正整数；目前采用一级行星二级平行结构的齿轮箱中间轴齿轮的齿数都在200以内。

4)方法流程：共分为三步。