一种减速电机齿轮磨损检测装置及检测方法与流程

1.本发明涉及工业检测设备的制备技术领域，特别是涉及一种减速电机齿轮磨损检测装置。


背景技术：

2.减速电机在工业上具有很大的应用范围，主要为多种类型的传输，减速电机也有它的使用寿命、承载能力，工业生产中常常发生未能及时检测出减速电机的齿轮的磨损状态而导致生产质量下降、造成经济损失，齿轮长期使用在高速旋转的状态下，容易发生疲劳破损；电机输出轴负载超重，齿轮之间受到巨大的动力与阻力的作用而导致齿轮磨损或变形。
3.专利号201811545800.6内容中简单地设置几个传感器对电机轴承缺陷检测，没有严谨地布置检测传感器，那么将导致采集的原始数据就存在较大的失真，即使使用算法拟合，大量偏差大的原始数据不仅消耗处理器的内存，而且拟合的数据依然与真实数据存在一定的偏差，不利于真实表现零件的磨损状态。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种减速电机齿轮磨损检测装置。
5.技术方案：为实现上述目的，本发明的一种减速电机齿轮磨损检测装置，其特征在于：设有减速电机、齿轮啮合声音检测模块、传动轴振动采集模块以及陀螺仪蓝牙模块，检测分析模块,所述齿轮啮合声音检测模块设有声音广播装置、第一声音收集装置、第二声音收集装置、第三声音收集装置；所述传动轴振动采集模块设有声音减弱装置。
6.进一步的，所述减速电机设有机座以及设置在机座内表面的定子绕组；所述机座的中间设置有转子；所述转子的中间设置有第一转轴，转子与第一转轴固定连接；所述第一转轴的两端设置有轴承，轴承与机座固定连接；所述第一转轴的右末端设置有第一齿轮；所述第一齿轮的下方设置有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述第二齿轮的中间设置有第二转轴，第二转轴的左端嵌入机座的右表面；所述第二齿轮的右侧设置了第三齿轮，所述第三齿轮与第二转轴在同一轴心上。
7.进一步的，所述第二转轴的右端设置有轴盖，第二转轴的右侧嵌入轴盖的左表面；所述第三齿轮的上方设置有第四齿轮；所述第四齿轮的中间设置有第三转轴，第三转轴的左端嵌入机座的右表面；所述第四齿轮的右侧设置有第二支架，所述第三转轴穿过第二支架的通孔；所述第二支架的上方设置有第三支架；所述第二支架的右侧设置有第五齿轮；所述第五齿轮的下方设置有第六齿轮；所述第六齿轮的中部设置有第四转轴，第四转轴的左端嵌入第二支架的右表面，第四转轴的右端穿过轴盖的通孔，所述第三齿轮与第四齿轮啮合连接，所述第五齿轮与第六齿轮啮合连接。。
8.进一步的，所述动轴振动采集模块还设有声发射传感器，所述声发射传感器设置
于第二转轴上方，并固定于轴盖左表面；所述声音广播装置设置于声发射传感器左侧，所述第一声音收集装置设置于第一齿轮与第二齿轮啮合部位的右侧；所述第二声音收集装置设置于第三齿轮与第四齿轮啮合部位的右侧；第三声音收集装置设置于第五齿轮与第六齿轮啮合部位的左侧；所述声音广播装置分别与一声音收集装置、第二声音收集装置、第三声音收集装置相连接。
9.进一步的，所述传动轴振动采集模块还设有振动传感器，所述声音减弱装置设置在第三转轴右端，所述振动传感器设置于声音减弱装置右侧；所述声音减弱装置呈圆锥形。
10.进一步的，所述陀螺仪蓝牙模块设有第一陀螺仪、第二陀螺仪，所述第一陀螺仪设置于述第三齿轮的右侧并且位于第二转轴的表面；所述第二陀螺仪设置于第四齿轮的左侧并且位于第三转轴的表面，所述陀螺仪蓝牙模块还设有姿态解算器、微处理器、无线蓝牙。
11.进一步的，所述声音减弱装置的左端面设有孔，所述孔内设置有泡沫。
12.进一步的，所述减速电机齿轮磨损检测装置的检测方法，包括以下步骤：
13.a.齿轮啮合声音检测模块检测方法：第一声音收集装置、第二声音收集装置、第三声音收集装置的杯口一端均朝向齿轮啮合部位，声音广播装置的杯口朝向声发射传感器，齿轮啮合会引起空气振动从而形成声音，发散的声音会进入第一声音收集装置、第二声音收集装置、第三声音收集装置的杯腔里汇聚，然后传递到声音广播装置的杯状容腔里，进而被声发射传感器检测到；
14.b.声音减弱装置的工作方法：通过声音减弱装置内设置的孔以吸收一些杂音，并且声音减弱装置由左向右逐渐端面变小，同时也减弱了杂音的传递，使得振动传感器检测到的振动信号变得更稳定清晰；
15.c.振动传感器的工作方法：振动传感器是一种电容式加速度计振动测量仪，采用变电容原理，即当敏感元件受到振动加速度作用产生偏移，会引起电容成比例变化，电容的变化就是振动的频率；
16.d.陀螺仪蓝牙模块的工作步骤：第一陀螺仪与第二陀螺仪采集角加速度，通过姿态解算器与微处理器处理成可利用的角速度，然后通过与微处理器连接的无线蓝牙发送数据。
17.进一步的，检测分析步骤如下：
18.1.齿轮啮合声音检测模块检测中声发射传感器检测到灵敏度的数值上传到检测分析模块；
19.2.振动传感器将检测到的频率数值上传到检测分析模块；
20.3.陀螺仪蓝牙模块将处理的角速度数值上传到检测分析模块；
21.4.检测分析模块通过声发射传感器、振动传感器和陀螺仪蓝牙模块所采集到的数据通过算法拟合运算，根据运算结果绘制曲线图，曲线图与首次曲线图进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
22.本发明的有益效果是：
23.1.发明通过在各个齿轮啮合的部位设置杯状的声音收集装置并通过管互相连接到设置了声发射传感器的杯状声音广播装置，从而提高检测精度，并且实现全面监控齿轮的磨损状态。
24.2.本发明选取在减速电机中间过渡的轴末端加装圆锥形的声音减弱装置，并且在
该声音减弱装置末端设置了振动传感器，实现了最大限度削弱了杂音的传递对轴的真实振动状态的影响，提高了监测轴的振动状态的精准度。
25.3.本发明还融合了陀螺仪，对传动轴进行角速度检测，以配合声发射传感器与振动传感器的检测，多传感器融合来提高检测的精准度，避免单一传感器的瞬时误差。
附图说明
26.附图1为本实施例一种减速电机齿轮磨损检测装置的整体内部结构示意图之一；
27.附图2为本实施例一种减速电机齿轮磨损检测装置的整体内部结构示意图之二；
28.附图3为本实施例一种减速电机齿轮磨损检测装置的齿轮啮合声音检测模块结构示意图；
29.附图4为本实施例一种减速电机齿轮磨损检测装置的传动轴振动采集模块结构示意图。
30.图中：1
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机座；2
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定子绕组；3
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转子；4
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第一转轴；5
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轴承；6
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第一齿轮；7
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第二齿轮；8
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第二转轴；9
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第三齿轮；10
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第一陀螺仪；11
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第一支架；12
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第四齿轮；13
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第三转轴；14
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第二陀螺仪；15
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第五齿轮；16
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振动传感器；17
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第二支架；18
‑
第四转轴；19
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第六齿轮；20
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第三支架；21
‑
轴盖；22
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声发射传感器；23
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声音广播装置；24
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第一声音收集装置；25
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第二声音收集装置；26
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第三声音收集装置；27
‑
声音减弱装置；28
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孔；100
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减速电机；101
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齿轮啮合声音检测模块；102
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传动轴振动采集模块；103
‑
陀螺仪蓝牙模块103。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
32.实施例，如图1
‑
4示，一种减速电机齿轮磨损检测装置，设有减速电机100、齿轮啮合声音检测模块101、传动轴振动采集模块102以及陀螺仪蓝牙模块103,齿轮啮合声音检测模块101设有声音广播装置23、第一声音收集装置24、第二声音收集装置25、第三声音收集装置26；传动轴振动采集模块102设有声音减弱装置27。
33.减速电机100设有机座1以及设置在机座1内表面的定子绕组2；机座1的中间设置有转子3；转子3的中间设置有第一转轴4，转子3与第一转轴4固定连接；第一转轴4的两端设置有轴承5，轴承5与机座1固定连接；第一转轴4的右末端设置有第一齿轮6；第一齿轮6的下方设置有第二齿轮7，第一齿轮6与第二齿轮7啮合连接，第二齿轮7的中间设置有第二转轴8，第二转轴8的左端嵌入机座1的右表面；第二齿轮7的右侧设置了第三齿轮9，第三齿轮9与第二转轴8在同一轴心上，。
34.第二转轴8的右端设置有轴盖21，第二转轴8的右侧嵌入轴盖21的左表面；第三齿轮9的上方设置有第四齿轮12；第四齿轮12的中间设置有第三转轴13，第三转轴13的左端嵌入机座1的右表面；第四齿轮12的右侧设置有第二支架17，第三转轴13穿过第二支架17的通孔；第二支架17的上方设置有第三支架20；第二支架17的右侧设置有第五齿轮15；第五齿轮15的下方设置有第六齿轮19；第六齿轮19的中部设置有第四转轴18，第四转轴18的左端嵌入第二支架17的右表面，第四转轴19的右端穿过轴盖21的通孔，所述第三齿轮9与第四齿轮12啮合连接，所述第五齿轮15与第六齿轮19啮合连接。
35.动轴振动采集模块102还设有声发射传感器22，声发射传感器22设置于第二转轴8
上方，并固定于轴盖21左表面；声音广播装置23设置于声发射传感器22左侧，第一声音收集装置24设置于第一齿轮6与第二齿轮7啮合部位的右侧；第二声音收集装置25设置于第三齿轮9与第四齿轮12啮合部位的右侧；第三声音收集装置26设置于第五齿轮15与第六齿轮19啮合部位的左侧；声音广播装置23分别与一声音收集装置24、第二声音收集装置25、第三声音收集装置26相连接；声音广播装置23、第一声音收集装置24、第二声音收集装置25、第三声音收集装置26均呈杯状。
36.传动轴振动采集模块102还设有振动传感器16，声音减弱装置27设置在第三转轴13右端，振动传感器16设置于声音减弱装置27右侧；声音减弱装置27呈圆锥形。
37.陀螺仪蓝牙模块103设有第一陀螺仪10、第二陀螺仪14，第一陀螺仪10设置于述第三齿轮9的右侧并且位于第二转轴8的表面；第二陀螺仪14设置于第四齿轮12的左侧并且位于第三转轴13的表面。
38.声音减弱装置27的左端面设有多个类蜂巢五边形的孔28，孔28内设置有泡沫，陀螺仪蓝牙模块103内包还设有姿态解算器、微处理器以及无线蓝牙。
39.优选地，陀螺仪蓝牙模块103为维特智能九轴蓝牙陀螺仪传感器bwt901cl。
40.该装置的工作方法如下：
41.齿轮啮合声音检测模块101检测原理：第一声音收集装置24、第二声音收集装置25、第三声音收集装置26的杯口一端均朝向齿轮啮合部位，声音广播装置23的杯口朝向声发射传感器22，齿轮啮合会引起空气振动从而形成声音，发散的声音会进入第一声音收集装置24、第二声音收集装置25、第三声音收集装置26的杯腔里汇聚，然后传递到声音广播装置23的杯状容腔里，进而被声发射传感器22检测到；
42.声音减弱装置的工作方法：通过声音减弱装置27内设置的孔28以吸收一些杂音，并且声音减弱装置由左向右逐渐端面变小，同时也减弱了杂音的传递，使得振动传感器检测到的振动信号变得更稳定清晰；
43.振动传感器的工作方法：振动传感器16是一种电容式加速度计振动测量仪，采用变电容原理，即当敏感元件受到振动加速度作用产生偏移，会引起电容成比例变化，电容的变化就是振动的频率。
44.陀螺仪蓝牙模块工作方法；第一陀螺仪10与第二陀螺仪14采集角加速度，通过姿态解算器与微处理器处理成可利用的角速度，然后通过与微处理器连接的无线蓝牙发送数据，当外部的蓝牙接收模块连接上该陀螺仪蓝牙模块的无线蓝牙即可获得数据。
45.检测分析步骤如下：
46.1.齿轮啮合声音检测模块检测中声发射传感器检测到灵敏度的数值上传到检测分析模块；
47.2.振动传感器将检测到的频率数值上传到检测分析模块；
48.3.陀螺仪蓝牙模块将处理的角速度数值上传到检测分析模块；
49.4.检测分析模块通过声发射传感器、振动传感器和陀螺仪蓝牙模块所采集到的数据通过算法拟合运算，根据运算结果绘制曲线图，曲线图与首次曲线图进行对比分析和预测，输出分析预测结果
50.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为
本发明的保护范围。