聲發(fā)射技術(shù)在超低速軸承故障診斷中的應(yīng)用研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中最為常用的關(guān)鍵零部件之一，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀況往往直接關(guān)系到整臺(tái)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，一旦產(chǎn)生故障，將會(huì)極大的影響機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)安全和效率。因此，對滾動(dòng)軸承的損傷狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測診斷就顯得尤為重要。低速重載軸承由于其運(yùn)轉(zhuǎn)和本身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特殊，對于這類軸承的損傷狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測異常困難。隨著機(jī)械制造行業(yè)的快速發(fā)展，低速重載軸承的實(shí)際應(yīng)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(jī)械設(shè)備中，一旦產(chǎn)生損壞造成停機(jī)，其維修更換

2、需要大量的人力物力財(cái)力，因此提前監(jiān)測這類軸承的損傷狀態(tài)能夠避免停機(jī)事故，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益。聲發(fā)射技術(shù)(AE）是一種新型的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)，與傳統(tǒng)的檢測技術(shù)相比，聲發(fā)射信號(hào)對動(dòng)態(tài)缺陷敏感、頻帶較寬，檢測效率高，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)低速重載滾動(dòng)軸承的早期損傷，對于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備中軸承的保養(yǎng)和維修具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本研究以聲發(fā)射檢測技術(shù)為手段，通過搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)來模擬低速重載軸承的運(yùn)行狀態(tài)，對軸承預(yù)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(hào)，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(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。借助試驗(yàn)臺(tái)采集不同損傷狀態(tài)的軸承聲發(fā)射信號(hào)，分別采用小波分析和小波包分析對信號(hào)進(jìn)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(hào)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(hào)中的特征提取性能，結(jié)果表明小波尺度譜對于非平穩(wěn)聲發(fā)射信號(hào)

4、的時(shí)間分辨率較高，而STFT譜相比小波尺度譜對于非平穩(wěn)信號(hào)的頻率分辨率較高，因而可以將小波尺度譜和STFT譜相結(jié)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(jié)合能量熵和集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EEMD)進(jìn)行低速軸承故障診斷，并提出基于相關(guān)系數(shù)法和方差貢獻(xiàn)率法篩選有效本征模態(tài)分量。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用互相關(guān)系數(shù)和方差貢獻(xiàn)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