[發明專利]一種診斷軸承軸向擦傷和擴展故障及減少該故障的方法

有效

• 申請號: 201611162130.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108225768B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 唐德堯;王智
• 申請（專利權）人: 唐智科技湖南發展有限公司
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 長沙明新專利代理事務所(普通合伙) 43222
• 代理人: 徐新

1.一種診斷軸承軸向擦傷和擴展故障的方法，使用檢測故障沖擊的傳感器和與之連接的相應檢測儀器，對于內環轉動、外環固定的軸承，利用現有廣義共振/共振解調方法和現有轉速跟蹤檢測方法檢測內環轉動、外環固定的軸承的故障沖擊信號，并在轉軸的每一個轉動周期對信號進行I次均勻采樣，獲得故障沖擊信號樣本S0(i)，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，將故障沖擊信號樣本S0(i)濾波得到長度為包含S0(i)中最大N個故障沖擊周期的沖擊信號S(i)，整數N的取值為INT(S0(i)樣本的長度/故障沖擊的理論周期長度)；求取S(i)波形的極大值信號SJ(i)，求SJ(i)的最大值MAX_SJ，求SJ(i)的峰值平均值MEAN_SJ；計算內環單故障所引起的相鄰內環故障沖擊的理論周期L_nei＝INT(I*2*D0/(D0+d)/Z)及外環單故障所引起的相鄰外環故障沖擊的理論周期L_wai＝INT(I*2*D0/(D0-d)/Z)，式中，D0為軸承的公稱中徑，d為滾子公稱直徑，Z為滾子個數，INT為四舍五入函數，I為采樣系數，定義為轉子每轉一周的均勻采樣次數；

步驟2，求SJ(i)中大于0.3*MAX_SJ的故障沖擊個數N1；測量N1逐個波的相互間距B1，若所有B1滿足0.1>＝B1/L_nei-INT(B1/L_nei)>＝-0.1，則置信度X1＝1，否則X1＝0；式中INT為四舍五入函數；

步驟3，求SJ(i)中大于0.8*MAX_SJ的故障沖擊個數N2；測量N2逐個波的相互間距B2，若所有B2滿足0.1>＝B2/L_nei-INT(B2/L_nei)>＝-0.1，則置信度X2＝1，否則X2＝0，式中INT為四舍五入函數；

步驟4，若N1/N<1/5且X1＝1則診斷為內環單處故障；

若1/5<N1/N<1/2且X1＝1則診斷為內環局部擦傷；

若N1/N>1/2且X1＝1則診斷為內環均布擦傷；

若N2/N<1/8且X2＝1以及MAX_SJ/MEAN_SJ>1.6則診斷為內環單處擴展至斷裂；

步驟5，求SJ(i)中大于1.5*MEAN_SJ的故障沖擊個數N3；測量N3逐個波的相互間距B3，若所有B3滿足相鄰兩個的和等于L_wai，則診斷為外環剝離，寬度為WB＝B3/I*Cbw；若所有B3均不滿足相鄰兩個的和等于L_wai，若所有B3滿足相鄰兩個的和等于L_nei，則診斷為內環剝離，寬度為WB＝B3/I*Cbn；若所有B3均不滿足相鄰兩個的和等于L_nei，則按步驟4分類；

式中，I為采樣系數，定義為轉子每轉一周的均勻采樣次數，

Cbw為轉子轉一周的過程中軸承的保持架相對外環的移動距離，Cbw＝(D0-d)/(2D0)*Cwai，

Cbn為轉子轉一周的過程中內環相對軸承的保持架的移動距離，Cbn＝[1-(D0-d)/(2D0)]*Cnei＝(D0+d)/(2D0)*Cnei，

Cwai為外環滾道周長，Cwai＝(D0+d)*π，

Cnei為內環滾道周長，Cnei＝(D0-d)*π。

2.根據權利要求1所述的診斷軸承軸向擦傷和擴展故障的方法，其特征在于，在檢測內環故障時，所述將故障沖擊信號樣本S0(i)濾波得到長度為包含S0(i)中最大N個故障沖擊周期的沖擊信號S(i)，其處理方法為：對故障沖擊信號樣本進行保留多階內環譜、保留其轉頻多階邊頻譜、保留其轉頻多階調制譜的濾波；在檢測外環故障時，所述將故障沖擊信號樣本S0(i)濾波得到長度為包含S0(i)中最大N個故障沖擊周期的沖擊信號S(i)，其處理方法為：對故障沖擊信號樣本進行保留多階外環譜、保留其保外多階邊頻譜、保留其保外多階調制譜的濾波。