武理工高等机构学教学案例09微车主减速器配对齿轮振动性能测试系统

微车主减速器配对齿轮振动性能测试系统

报告人:8/22/2026测试系统的基本原理测试系统的组成测试系统的操作步骤10304目录CONTENTS测试系统的主要功能注意事项23456前言附录0672026/8/22前言8/22/202612026/8/22系统简介本测试系统是针对上汽通用五菱汽车股份有限公司微车主减速器开发而成的，该检测系统由及控制电路，工控机，数据采集卡，调理仪，传感器主减配对齿轮振动测试系统，PLC以及外部设备组成。主减配对齿轮振动测试系统是进行配对齿轮振动在线监示、振动故障分析的有效工具，主要用于时域分析、频域分析。软件通过配对齿轮运转振动检测过程中时域加速度的大小来判断齿轮的振动大小。该系统软件是在Windows操作系统下采用C++Builder作为开发平台进行编程的。利用C++Builder可视化程序设计和事件驱动编程概念，能够非常方便、快速的建立友好的人机界面。具有良好的重用性和可靠性，便于日后的维护和改进。8/22/20262026/8/22测试系统的基本原理8/22/202622026/8/22检测系统

2.1测试方法

基本原理检测系统通过模拟配对齿轮在实际运行过程中的工况对配对齿轮进行检测。

电机主轴驱动主动锥齿轮带动被动伞齿轮运动，通过水平方向和垂直方向的加速度传感器对运行过程中的配对齿轮进行检测，通过两个方向的振动加速度大小来判断配对齿轮合格与否。8/22/20262026/8/22检测系统

2.2振动信号的处理

基本原理振动信号由数据采集卡采样后送计算机处理，并由系统软件进行数据的分析计算、保存，同时与系统软件所存的标准进行比较，然后将结果送PLC处理，并由PLC判断报警与否。8/22/20262026/8/22测试系统的主要功能8/22/202632026/8/22本检测系统可模拟配对齿轮在实际运行过程中的工况，通过主轴电机的正转与反转来模拟汽车在实际路况中的前进与后退。对模拟运行过程中振动加速度信号进行采集，通过配对齿轮振动测试系统对振动信号进行数据处理和数据显示。对振动时域信号设置一定的阈值，当振动曲线低于设定的阈值时系统认定的配对齿轮正常；若振动曲线高于设定阈值则系统会报警提示配对齿轮不合格。8/22/20263.1测试系统的简介2026/8/22进行时域分析进行频域分析横轴是时间，纵轴是加速度。其动态信号x（t）是描述信号在不同时刻取值的函数。可以得到时间与配对齿轮振动之间的关系，即信号的波形图。0102横轴是频率，纵轴是频率信号的幅度，即频谱图。频谱图能方便地读出某一个频率下对应的振动幅值，便于分析引起配对齿轮振动的各种频率成份。可以找出振动高于设定阈值的频率段，即在这个频率段配对齿轮出现故障，并分析出故障的原因。8/22/20263.2配对齿轮振动测试系统的的主要功能2026/8/22测试系统的组成8/22/202642026/8/224.1测试系统硬件组成系统硬件总图本系统的硬件部分，是由工装和控制柜两部分组成。工装：配对齿轮检测机，振动传感器。控制柜：PLC及其控制电路，工控机、显示器，数据采集器、前置器（电荷、电压放大器、调理仪等）、传感器、连接电缆等组成。其中传感器包含两个通道，一个通道测量水平的振动，另一个通道测量垂直的振动。8/22/20262026/8/224.2测试系统软件组成本系统的软件开发工具采用C++Builder，严格按照软件工程标准流程开发。界面人性化，便于操作。具有振动数据采集，数据处理，振动数据实时显示的功能，同时提供数据的时域分析与频域分析，能够方便直观的观察出配对齿轮的质量高低并且分析产生故障的原因。8/22/20262026/8/22测试系统的操作步骤8/22/202652026/8/225.1控制柜面板简介

8/22/2026本系统的控制柜面板部分分别由功能按钮，指示开关，指示塔灯，工控机屏幕组成。操作按钮从左至右依次为：工控机启动开关，控制柜电源启动按钮，电源指示灯。2026/8/22

8/22/2026

红色指示灯点亮：工厂工业电源已经接入到控制柜；

红色指示灯熄灭：工厂工业电源未接入到控制柜中。

红色按钮：控制柜电源启动按钮。按下该按钮，按钮红灯点亮，控制柜供电成功，塔灯黄灯点亮，表示控制柜PLC及其控制电路已经进入工作状态。若再次按下该按钮，按钮红灯熄灭，控制柜全部断电。

绿色按钮：工控机启动按钮，待控制柜电源按钮启动后，按下该按钮则工控机启动，振动检测系统也自动启动。若再次按下该按钮则工控机关闭。5.1控制柜面板简介2026/8/225.2系统启动步骤8/22/20261、按下控制柜电源启动按钮

启动按钮红灯点亮，塔灯黄灯点亮，控制柜PLC及其控制电路进入供电状态。2026/8/228/22/20262、按下工控机启动按钮

启动按钮红灯点亮，塔灯黄灯点亮，控制柜PLC及其控制电路进入供电状态。5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20262、按下工控机启动按钮

检测软件启动界面：5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20262、按下工控机启动按钮进入振动检测系统后点击帮助按钮，在帮助的菜单中选择“PLC测试”。如果出现塔灯红灯闪亮，并伴随蜂鸣器“滴，滴，滴”的叫声，然后塔灯绿灯闪亮，则工控机与PLC通讯正常。系统初始化正常。5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20263、输入相关信息点击信息输入按钮，依次输入检测批次号，检测日期，齿轮厂家，齿轮车型，齿数比，员工编号，点击“确定”即可进入振动检测状态。务必填写完整的信息输入栏，否则将无法进行振动检测。5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20264、正反转门限的设置在“参数设置”选项中有通道1和通道2的正反转门限，软件所设置的正反转门限是判断工件合格与否的重要参数，是多年的试验获得的数据，在正常状态下毋需刚改。在参数设置中同时显示了检测数据保存的目录，检测过程中的所有数据都保存在该目录下。5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20265、点击“开始检测”通道1和通道2的检测界面出现跳动的当前信号幅值数据，至此检测系统开始对振动值进行检测。通道1和通道2的检测界面默认为时域状态，检测界面横坐标为时间，纵坐标为加速度。5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20265、点击“开始检测”界面中的两条红线为设置的加速度阈值，当待检测配对齿轮为合格品时振动加速度幅值低于规定阈值，控制柜塔灯显示为绿灯。当待检测配对齿轮存在某种故障时振动加速度会增大，在振动加速度幅值超过规定的阈值时，控制柜塔灯显示为红灯，并且出现蜂鸣“滴，滴，滴”系统判定为不合格。5.2系统启动步骤2026/8/228/22/20266、对配对齿轮进行检测将一对配对齿轮按要求安装在齿轮配对机上，按下电机正转按钮，电机持续转动，此时观察工控机显示器所显示的振动波形，以及实时显示的振幅最大值。电机正转一段时间后，按下电机停止按钮，再按下电机反转按钮，观察工控机所显示的振动波形以及实时显示的振幅最大值。其中通道1和通道2的检测界面上的实时显示的振幅值为该次测量过程中出现的最大幅值。完成一个检测周期后卸下配对齿轮，换上下一对配对齿轮开始新一轮的检测。5.2系统启动步骤2026/8/22注意事项8/22/202662026/8/22后桥振动性能测试减速器噪音性能测试

在测试采样过程中，如果软件界面无信号，或者无明显的波形，而是一条直线，请检查接加速度传感器的数据线两端是否拧紧，如果确定拧紧后，再重新采样；如果还是出现上述现象，可以考虑数据线里面是否已经断线，需要拆下数据，重新换一根。6.1测试时无信号8/22/20262026/8/226.2测试时应注意的事项8/22/20261．测试前，应该先连接好仪器，并仔细检查一遍各个通道是否接错，确认正确后再打开电源。2．本系统所采用的振动传感器为电荷输入型传感器，对于该类传感器，必须要关闭电源才可以进行插拔，否则容易烧坏传感器。3．采集界面中的“参数设置”菜单中的通道1和通道2的正反转门限值是判断工件合格与否的重要参数，这些门限值是我们经过多年的试验验证得来的，请不要随便更改。4.振动传感器为精密设备，在装夹和卸载工件的时候请不要碰到传感器，以免造成传感器损坏。5.调理仪面板的设置参数我们已经按照检测设备的相关参数预设好了，最好不要更改。2026/8/221测试完毕后应该先关闭电源，再小心拆卸传感器。6.3仪器保管注意事项8/22/20262保管的环境应在常温下，5—20摄氏度内最佳。3传感器的数据线非常细，强度很低，请不要触碰传感器与数据线连接的地方。2026/8/22附录8/22/202672026/8/227.1元件清单8/22/2026序号名称规格数量1三相空开C65N-C1612继电器OMRONMY2NJ-AC110V23变压器BK-1000VA14电源SchneiderABL2REM2406515PLCK7M-DR30UE16采集卡ADLINKDAQ-2010-00717工控机ACP-4000/ICP-611/ICP-610series18工业液晶显示器DSP2000-D151A19电荷放大器YE5852B110传感器CA-YD-103211信号灯24VDC-3COLORS112插座

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