[发明专利]双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断系统及方法

说明书

本发明属于减速机故障诊断技术领域，公开了一种双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断系统及方法，重点分析结构对称的减速箱中棘轮棘爪故障对减速箱故障诊断的影响，并建立减速箱故障诊断故障特征模型；确定结构对称的减速箱中棘轮棘爪故障诊断的具体解决方法，并分析棘轮棘爪故障的影响。本发明对减速机棘轮棘爪机构进行了故障重点检测和故障机理分析，采用相关性指标方法解决了由于减速箱结构对称导致同一个故障特征频率可能出现在减速机左侧或右侧的问题，对故障定位具有重要意义。本发明将振动信号分解为不同步的故障特征频率、其他分量和噪音这三个分量，从而解决模态混淆问题，为双电机驱动的减速机棘轮棘爪故障提供有效的理论依据。

技术领域

本发明属于减速机故障诊断技术领域，尤其涉及一种双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断系统及方法。

背景技术

目前，减速机是钢厂炼钢车间必不可少的起重设备，主要用于吊运液态钢水。它在高温、高粉尘的环境下连续工作，由于它吊运的是液态钢水，特别危险，所以安全可靠是铸造起重机的重中之重。双电机驱动是该类减速箱机构常用的一种结构形式，它的优点是当其中1台电动机发生故障时，另1台电动机可满足短期运行的要求，以至于钢厂可以有足够维修的时间来处理故障电机，而不会对生产造成严重的影响或人员伤亡。而棘轮棘爪机构能在一定程度解决双电机驱动减速机左右侧不同步的问题，保证减速机的正常运行。

从理论上来说，相同型号的两台电机转速是一样的，但是实际上其转速或多或少存在偏差。另外，由于控制线路的差异或者抱闸的松紧程度不一样，也会造成两台电机启动或停止的不同步性。还有当其中一套驱动系统发生故障时，也可能造成起重机负载倾斜。而不同步现象会严重导致齿轮箱中的棘轮棘爪机构磨损或是损坏。在频繁的启动、制动过程中，也会由于转速不同步造成偏载现象频繁发生，导致减速机寿命降低。

许多专利都提出了关于减速箱故障诊断的新方法，如专利CN201610955422.3中提出通过带通滤波选取共振频带，然后通过Hilbert进行解调，最后采用六阶单稳系统得到故障特征输出。专利CN201710192316.9中提出利用频谱核密度相关性比较的方法。专利CN202111119164.2提出一种基于PSOOBP-CS算法的齿轮箱故障诊断方法。专利CN202111260198.3中提出选择故障特征频率比最大的窄带模态分量作为有效分量等。但现有的减速机故障诊断专利，都没对该类棘轮棘爪故障问题提出相应的解决方案。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有的减速机故障诊断专利，都没对该类双电机驱动减速机棘轮棘爪故障问题给出相应的解决方案。

(2)大部分减速机故障诊断方法，存在系统误判和模态混淆等问题，导致振动信号分解结果存在误差，影响故障特征提取的准确性，而现有的减速机故障诊断技术并没有对此类减速机有准确的故障机理分析。

(3)由于减速机的结构复杂程度也会影响故障诊断的精度，故大型减速机的故障诊断相对困难，而现有的减速机故障诊断技术大部分都是针对结构相对简单的，并没有对多轴和大型减速机进行系统的诊断。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断系统及方法。

本发明是这样实现的，一种双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断方法，所述双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断方法包括：

重点分析结构对称的减速箱中棘轮棘爪故障对减速箱故障诊断的影响，并建立减速箱故障诊断故障特征模型；确定结构对称的减速箱中棘轮棘爪故障诊断的具体解决方法，并分析棘轮棘爪故障的影响。

进一步，所述双电机驱动棘轮棘爪减速机不同步故障诊断方法包括以下步骤：

步骤一，针对对称式减速机故障提出两个问题，分别为同一个故障特征频率出现在减速机左侧或右侧，棘轮棘爪机构本身就难以做到严格同步存在一定故障特征频率；