聲發(fā)射技術在超低速軸承故障診斷中的應用研究.pdf

1、滾動軸承作為旋轉(zhuǎn)機械設備中最為常用的關鍵零部件之一，其運轉(zhuǎn)狀況往往直接關系到整臺設備的安全穩(wěn)定運行，一旦產(chǎn)生故障，將會極大的影響機械設備的生產(chǎn)安全和效率。因此，對滾動軸承的損傷狀態(tài)進行監(jiān)測診斷就顯得尤為重要。低速重載軸承由于其運轉(zhuǎn)和本身結構的復雜特殊，對于這類軸承的損傷狀態(tài)進行監(jiān)測異常困難。隨著機械制造行業(yè)的快速發(fā)展，低速重載軸承的實際應用范疇也越來越廣泛，并且這類軸承一般都安裝在大中型的旋轉(zhuǎn)機械設備中，一旦產(chǎn)生損壞造成停機，其維修更換

2、需要大量的人力物力財力，因此提前監(jiān)測這類軸承的損傷狀態(tài)能夠避免停機事故，獲得較大的經(jīng)濟效益。聲發(fā)射技術(AE）是一種新型的動態(tài)實時監(jiān)測技術，與傳統(tǒng)的檢測技術相比，聲發(fā)射信號對動態(tài)缺陷敏感、頻帶較寬，檢測效率高，可以及時的發(fā)現(xiàn)低速重載滾動軸承的早期損傷，對于旋轉(zhuǎn)機械設備中軸承的保養(yǎng)和維修具有重要的工程應用價值。
　　本研究以聲發(fā)射檢測技術為手段，通過搭建實驗臺來模擬低速重載軸承的運行狀態(tài)，對軸承預制不同位置和大小的人工缺陷，采集不同

3、損傷狀態(tài)軸承的聲發(fā)射信號，對其在低速軸承故障診斷和損傷狀態(tài)監(jiān)測的可行性進行了理論和實驗研究。借助試驗臺采集不同損傷狀態(tài)的軸承聲發(fā)射信號，分別采用小波分析和小波包分析對信號進行分析處理，通過提取各頻帶所占能量百分比，得出相比小波分析，小波包分析能夠提取到軸承故障聲發(fā)射信號產(chǎn)生的主要頻帶，提取的能量較高的頻帶與頻譜圖高幅值頻帶相一致。并比較了小波尺度譜和 STFT譜對低速軸承 AE信號中的特征提取性能，結果表明小波尺度譜對于非平穩(wěn)聲發(fā)射信號

4、的時間分辨率較高，而STFT譜相比小波尺度譜對于非平穩(wěn)信號的頻率分辨率較高，因而可以將小波尺度譜和STFT譜相結合用于低速軸承故障特征提取。針對低速軸承故障特征微弱，易被噪聲淹沒，提出了結合能量熵和集合經(jīng)驗模態(tài)分解(EEMD)進行低速軸承故障診斷，并提出基于相關系數(shù)法和方差貢獻率法篩選有效本征模態(tài)分量。通過實驗結果表明，采用互相關系數(shù)和方差貢獻率能夠篩選有效的 IMF分量，提取的有效 IMF能量熵能夠很好的表征低速軸承的損傷缺陷變化。并