变速器齿轮轴承故障诊断方法、装置、设备、介质及产品与流程

本发明涉及车辆变速器，尤其涉及变速器齿轮轴承故障诊断方法、装置、设备、介质及产品。

背景技术：

1、齿轮、轴承是商用车多挡amt变速器核心零部件，基于转速及振动信号采集、分析对其进行故障诊断状态监测可有效避免因齿轮、轴承失效造成的重大故障停驶，提高运输效率。

2、由于目前基于转速及振动的旋转件故障诊断在大型机械行业应用十分广泛。但在车载商用车多挡变速器上没有应用，主要原因是变速器挡位多、实际应用工况复杂、智能化基础低，齿轮、轴承故障诊断难度大。

3、综上所述，需要一种用于商用车多挡amt变速器齿轮、轴承故障诊断状态的方式，实现变速器齿轮、轴承的车载故障诊断功能。

技术实现思路

1、本发明提供了变速器齿轮轴承故障诊断方法、装置、设备、介质及产品，以实现变速器齿轮、轴承的车载故障诊断功能。

2、根据本发明的一方面，提供了一种变速器齿轮轴承故障诊断方法，所述变速器的壳体上设置有至少一个振动传感器和至少一个转速传感器，所述方法包括：

3、采集所述振动传感器和所述转速传感器分别感测到的振动信号和转速信号；

4、将所述振动信号和所述转速信号分别以固定时间步长进行缓存；

5、通过对所述振动信号和/或转速信号进行至少一种分析方法的分析，得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，通过所述分析结果进行故障诊断。

6、可选的，该方法还包括：

7、根据固定的发动机输入扭矩波动限值、固定的输出转速波动限制和固定的挡位状态对所述振动信号和所述转速信号进行筛选，所述固定的发动机输入扭矩波动限值、所述固定的输出转速波动限制和所述固定的挡位状态由变速器当前的挡位和发动机输入扭矩确定。

8、可选的，所述分析方法，包括：时域分析、频谱分析、包络分析和阶次分析；相应的，所述通过所述特征值进行故障诊断，包括：通过所述时域分析、所述频谱分析、所述包络分析和所述阶次分析的分析结果进行故障诊断。

9、可选的，在所述分析方法为所述时域分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

10、确定至少一种振动特征指标，所述振动特征指标包括均值、平均值、斜度、方差、裕度指标、均方根值、峰峰值、峭度、峰值、峭度指标、峰值因子、波形指标、脉冲指标和偏斜度指标。

11、根据所述振动信号获得每种振动特征指标下的特征值，将所述特征值作为所述分析结果。

12、可选的，在所述分析方法为所述频谱分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

13、将所述振动信号通过傅里叶变换得到频域信息；

14、提取所述频域信息的幅值谱peak、幅值谱rms、功率谱和功率谱密度，其中，所述幅值谱peak表征频域中各谐波分量的单峰幅值，所述幅值谱rms表征各谐波分量的有效值幅值，所述功率谱表征各谐波分量的能量，所述功率谱密度表征各谐波分量的能量分布情况；

15、通过所述幅值谱peak、幅值谱rms、功率谱和功率谱密度确定齿轮啮合时的频率和各转轴的频率，得到所述振动信号的频谱，将所述频谱作为所述分析结果。

16、可选的，在所述分析方法为所述包络分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

17、对所述振动信号进行hilbert调解分析，得到对应的解析信号表达式；

18、对所述解析信号表达式进行傅里叶变换，得到hilbert包络表达式，根据hilbert包络表达式得到对应的包络谱，将所述包络谱作为所述分析结果。

19、可选的，在所述分析方法为所述阶次分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

20、对振动信号和转速信号分两路同时进行等间隔时域采样,得到异步采样信号；

21、拟合三个连续的键相脉冲，确定三个逐次到达的脉冲时间点，并根据所述脉冲时间点得到三个对应的待定系数；

22、基于预设的插值系数及所述待定系数确定恒定角增量所对应的时间点的值；

23、根据所述恒定角增量所对应的时间点的值对异步采样信号进行插值，得到对应的幅值进行重采样，生成同步采样信号；

24、对所述同步采样信号进行fft变换，得到所述振动信号的阶次谱，将所述阶次谱作为所述分析结果。

25、可选的，所述通过所述分析结果进行故障诊断，包括：

26、设定每种分析结果下的至少一种故障内容和每种所述故障内容的判断依据。

27、基于故障判断规则和所述故障内容，根据所述分析结果进行故障诊断。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种变速器齿轮轴承故障诊断装置，包括：

29、采集单元，用于采集所述振动传感器和所述转速传感器分别感测到的振动信号和转速信号；

30、缓存单元，用于将所述振动信号和所述转速信号分别以固定时间步长进行缓存；

31、分析单元，用于通过对所述振动信号和/或转速信号进行至少一种分析方法的分析，得到齿轮和轴承在各分析方法下的特征值，通过所述特征值进行故障诊断。

32、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

33、至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的变速器齿轮轴承故障诊断方法。

34、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的变速器齿轮轴承故障诊断方法。

35、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的变速器齿轮轴承故障诊断方法。

36、本发明实施例的技术方案，采集所述振动传感器和所述转速传感器分别感测到的振动信号和转速信号；将所述振动信号和所述转速信号分别以固定时间步长进行缓存；通过对所述振动信号和/或转速信号进行至少一种分析方法的分析，得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，通过所述分析结果进行故障诊断。本发明实施例的技术方案通过设置振动传感器，结合变速器已有的挡位传感器和转速传感器，基于振动和转速测试与分析实现的，通过对变速器关键零部件轴承、齿轮工作过程中产生的振动信号进行采集，判定设备工作过程中是否有故障产生及故障类型，达到对其工作状态的有效判断，从而及时地发现变速器存在的故障隐患和异常情况。

37、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.变速器齿轮轴承故障诊断方法，其特征在于，所述变速器的壳体上设置有至少一个振动传感器和至少一个转速传感器，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析方法，包括：时域分析、频谱分析、包络分析和阶次分析；相应的，所述通过所述特征值进行故障诊断，包括：通过所述时域分析、所述频谱分析、所述包络分析和所述阶次分析的分析结果进行故障诊断。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分析方法为所述时域分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分析方法为所述频谱分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分析方法为所述包络分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分析方法为所述阶次分析时，所述得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述分析结果进行故障诊断，包括：

9.变速器齿轮轴承故障诊断装置，其特征在于，包括：

10.电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

11.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的变速器齿轮轴承故障诊断方法。

12.计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-8中任一项所述的变速器齿轮轴承故障诊断方法。

技术总结
本发明的技术方案包括：采集所述振动传感器和所述转速传感器分别感测到的振动信号和转速信号；将所述振动信号和所述转速信号分别以固定时间步长进行缓存；通过对所述振动信号和/或转速信号进行至少一种分析方法的分析，得到齿轮和轴承在各分析方法下的分析结果，通过所述分析结果进行故障诊断。本发明的技术方案通过设置振动传感器，结合变速器已有的挡位传感器和转速传感器，基于振动和转速测试与分析实现的，通过对变速器关键零部件轴承、齿轮工作过程中产生的振动信号进行采集，判定设备工作过程中是否有故障产生及故障类型，达到对其工作状态的有效判断，从而及时地发现变速器存在的故障隐患和异常情况。

技术研发人员：马振辉,关喜春,张晓丽,李德金,刘琦,才进,杨保玉
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23