[发明专利]基于声学测试的航空发动机中央传动锥齿轮故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于声学测试的航空发动机中央传动锥齿轮故障诊断方法，其特征在于，包括：

获取预处理后航空发动机中央传动锥齿轮的噪声信号，同时需要采集齿轮旋转轴的转速信号；

将预处理的噪声信号作为被测声压信号，利用转速信号对其进行阶次分析，得到阶次分析瀑布图；

在阶次分析瀑布图上观测被测齿轮啮合频率附近是否有边频带出现；

若出现边频带，提取边频带的特征；

根据边频带的特征，分析齿轮的故障以及发生位置；

根据边频带的特征，分析齿轮的故障以及发生位置，包括：

对被测声压信号进行希尔伯特变换，将变换后的包络信号做FFT，同时对被测信号做倒频谱；希尔伯特变换：被测信号进行希尔伯特变换所使用的中心频率为齿轮的啮合频率，带宽设置为边频带的宽度；

将包络信号的FFT谱和倒频谱融合分析，确定齿轮是否故障，以及发生的部位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据边频带的特征，分析齿轮的故障以及发生位置，包括：

根据啮合频率和边频带的差频，确定齿轮故障发生的位置；

根据差频的幅值特点，确定齿轮发生哪种故障。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所获取预处理后航空发动机中央传动锥齿轮的噪声信号，包括：

利用声导管系统引出齿轮箱内部噪声，在声导管开孔处通过布置的声压传感器采集噪声信号；

对噪声信号进行零均值化、错点剔除以及消除趋势项的预处理，为信号后续分析做好准备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，声导管系统的采样率为200kHz,抗混叠带宽为30kHz。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，声导管一端连接被测齿轮箱内部，一端与30米长空心封闭铜管相连，声压传感器布置在声导管中间开孔处。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将包络信号的FFT谱和倒频谱融合分析，确定齿轮是否故障，以及发生的部位，包括：

观察包络信号FFT谱线的频率成分，观察倒频谱中冲击处坐标横轴时间，并通过求倒数获得频率成分；其中，两者的频率成分反应了故障发生的位置；频率成分的幅值反应了故障的程度；

若该频率成分与主动轮转频相关，说明主动轮发生了故障，若该频率成分与从动轮转频相关，则说明从动轮发生了故障。