一种基于漏磁信号测量的齿轮弯曲疲劳裂纹损伤检测方法

摘要

本发明公开了一种基于漏磁信号测量的齿轮弯曲疲劳裂纹损伤检测方法，包括以下步骤：1）将齿轮，在额定负载下经过10万至30万次载荷循环以后，测量齿轮各轮齿齿顶表面的法向漏磁信号；2）根据法向漏磁信号计算得到其差分值；3）根据法向漏磁信号计算得到其平均值等；根据①齿顶法向漏磁信号平均值会比正常状态显著增大；②差分曲线形状会与正常状态的差分曲线形状产生明显差异两个条件同时满足作为齿轮轮齿萌生弯曲疲劳裂纹损伤的检测依据。本方法对齿轮轮齿弯曲疲劳状态的判断更准确，并且操作简便，适合于各种尺寸的齿轮轮齿弯曲疲劳裂纹损伤早期检测。

主权项

1.一种基于漏磁信号测量的齿轮弯曲疲劳裂纹损伤检测方法，其特征在于包括以下步骤：1）将处于正常状态尚未发生轮齿弯曲疲劳裂纹损伤的齿轮，在额定负载下经过10万至30万次载荷循环以后，其状态用s₁来表示，沿轮齿齿宽方向等间隔测量齿轮各轮齿齿顶表面的法向漏磁信号Hⁱ(k,s₁),i＝1,2,…,M k=1,2,…,N，其中i表示齿轮轮齿序号，M表示齿轮的轮齿数，k表示沿轮齿齿宽方向齿顶法向漏磁信号测量点序号，N表示总的测量点数，上述轮齿齿顶法向漏磁信号是指垂直于轮齿齿顶表面的漏磁信号；2）根据测量得到的各齿顶法向漏磁信号Hⁱ(k,s₁)，由公式（1）计算得到各齿顶法向漏磁信号的差分值ΔHⁱ(k,s₁)：k=1,2,…,N-1ΔHⁱ(k,s₁)=Hⁱ(k+1,s₁)-Hⁱ(k,s₁),k=1,2,…,N-1    (1)；3）根据测量得到的各齿顶法向漏磁信号Hⁱ(k,s₁)，由公式(2)计算得到各齿顶法向漏磁信号的平均值${\bar{H}}^i\left(s_1\right)=\frac{1}{N}\underset{k=1}{\overset{N}{\Sigma }}{H}^i(k,s_1),i=\mathrm{1,2},···,\mathrm{M\; k}=\mathrm{1,2},···,N---\left(2\right);$4）让所述齿轮在额定负载作用下继续运行10万至30万次载荷循环以后，齿轮状态记作s₂，根据步骤1)—步骤3)测量得Hⁱ(k,s₂)，计算得到和ΔHⁱ(k,s₂)，其中i＝1,2,…,M，继续重复步骤1)—步骤3)，测量得到Hⁱ(k,s_j)，计算得到和ΔHⁱ(k,s_j)，其中s_j=s₃,s₄,…，s_j表示随着齿轮在负载作用下载荷循环次数不断增长时，齿轮所处的不同状态；5）针对所述齿轮的某一轮齿i，根据绘制法向漏磁信号的平均值曲线；6）针对所述齿轮的每一轮齿i，根据每一状态s_j所对应的ΔHⁱ(k,s_j)绘制一条ΔHⁱ(k,s_j)-k差分曲线，轮齿i不同状态的差分曲线绘制在同一幅图中；7）当所述齿轮轮齿i萌生出弯曲疲劳裂纹损伤时，记此时的齿轮状态为s_D，则有：①齿顶法向漏磁信号平均值会比正常状态显著增大；②ΔHⁱ(k,s_D)差分曲线形状会与正常状态的ΔHⁱ(k,s_j)差分曲线形状产生明显差异，以①和②两个条件同时满足作为齿轮轮齿i萌生弯曲疲劳裂纹损伤的检测依据。