高速齿轮箱性能检测系统的研制

?　　引言

　　高速齿轮箱以其功率大、转速高、质量轻、噪声低等优点，成为石油、化工、电站、冶金等工业部门大型装置的关键基础件，其性能的好坏直接影响到整个装置的正常运行。目前，国内的高速齿轮箱生产已初具规模，其功率可高达36000KW，线速度高达152m/s，在各行各业发挥着巨大的作用。

　　在高速齿轮箱总装完成之后必须对其进行必要的性能检测。因此，开发一套高速齿轮箱性能检测系统必不可少[1]。本文介绍的检测系统，实现了现场实时性能检测、远程实时监测以及查看历史检测等功能。能有效的对高速齿轮箱性能进行检测。

　　1 系统总体设计

　　系统整体架构如图1所示。

　　整个系统分为两部分：①测控子系统 ②远程监测子系统。　　

　　图1 系统整体构架

　　测控子系统包括测试和控制两部分，实现现场实时性能检测。试验分为三个循环，分别为跑合试验循环检测、空载试验循环检测和型式试验循环检测。测控子系统控制每个循环按照设定好的试验运行曲线运转，在此过程中进行数据采集、分析及处理。计算出相应的振动值、噪声值，以及绘制温升、传动效率曲线等。

　　远程监测子系统包括：网络服务子系统及客户端监测子系统。网络服务子系统主要有web服务器和数据库服务器组成，主要运行监测系统程序和数据库程序。客户端监测子系统主要用于局域网或广域网内客户端对高速齿轮箱性能检测结果的远程实时监测以及显示历史检测结果。

　　2 测控子系统

　　2.1 系统控制原理图

　　系统控制原理图如图2所示，首先工控机通过串口与变频器、PLC、扭矩仪、电加载通讯。控制高速齿轮箱装置按照预先设定的曲线运转。由于现场的噪音干扰比较大，所以用RS-485串口。在试验过程中采集温度、噪声、振动信号。数据采集是关键，信号采集的好坏直接影响到检测结果，所以，信号在采集之前先经过信号前处理卡进行信号放大及滤波等前端处理，以期得到合适的信号[2]。　　

　　2.2 测点布置

　　(1)温度测量的测点布置

      齿轮箱在运转过程中，关键部位的温度能有效地反映出齿轮箱的性能。例如，由于齿轮间的摩擦，会使得润滑油的的温度升高，一般情况下，齿轮箱的润滑油温度都应限制在允许范围内。但在工作异常情况下(如齿轮箱的设计或制造误差引起)，会导致齿轮箱温度很快超出极限值。因此，温度是一个关键的测试量。测点布置见表1。