[發明專利]一種防止軸承各周歷經性故障漏診、誤診的方法

有效

• 申請號: 201611162587.1
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108225770B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 唐德堯;李輝
• 申請（專利權）人: 唐智科技湖南發展有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 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

一種防止軸承各周歷經性故障漏診、誤診的方法，通過對各周歷經性故障獨有的邊頻譜與調制譜等特征的模式識別，實現對外環固定軸承的內環、滾子各周歷經性故障或內環固定軸承的外環、滾子各周歷經性故障的準確定性，防止各周歷經性故障漏診和防止各周歷經性故障的調制譜誤診為其他故障。

技術領域

本發明屬于旋轉機械狀態監測與故障診斷領域，特別涉及一種防止軸承各周歷經性故障漏診、誤診的方法。

背景技術

滾動軸承作為旋轉機械中應用最廣泛的關鍵零部件，其工作狀態直接影響旋轉機械系統的安全、運行效率及使用壽命。目前多種傳統與現代的振動沖擊信號處理方法被用于軸承的狀態監測與故障診斷領域，如傅里葉變換、包絡分析、短時傅里葉變換、經驗模式分解、小波分析等。這些方法的技術路線是通過從振動沖擊信號中提取軸承故障特征、建立故障模式識別模型、診斷輸出報警以提供科學維修指導決策。

在實際工程應用中對于軸承的狀態監測與故障診斷，通常把在軸承所在軸承座上安裝的傳感器的信號連接到相應儀表實現。鑒于成本及傳感器可安裝、可維護性的限制，不可能在軸承座上多個方向安裝多個傳感器，而只能在軸承的承載區對應的軸承座上安裝1個傳感器。旋轉機械中軸承的運用狀態大多是外環固定的工作狀態，但也有內環固定的工作狀態。因此在基于共振解調的旋轉機械狀態監測與故障診斷領域中，根據軸承各種故障信息的特征，存在“各周歷經性故障”與“方位固定性故障”的定義：

各周歷經性故障：所有相對傳感器安裝位置而言呈現周而復始地運動著的零件故障，例如外環固定的軸承的內環故障與滾子故障；例如內環固定的軸承的外環故障與滾子故障；各周歷經性故障的共振解調信息的頻域特征是存在邊頻譜與調制譜；

方位固定性故障：所有相對傳感器安裝位置而言相對固定的零件故障，例如外環固定的軸承的外環故障，例如內環固定的軸承的內環故障；方位固定性故障的共振解調信息的頻域特征一般不存在邊頻譜與調制譜；

在經典的共振解調與包絡分析方法中，在故障模式識別階段，是通過基于軸承結構參數之理論分析所得到的軸承各零件在運轉中的故障特征頻率與檢測得到的振動沖擊信息頻譜的對應關系來確認故障類型、性質等診斷結論的。但由于軸承總是存在游隙，存在徑向載荷所致的承載區與非承載區，存在著轉動零件的故障時而進入承載區、時而離開承載區，時而靠近傳感器、時而遠離傳感器等客觀現象，致使這類“各周歷經性故障”的振動沖擊信息幅度的特征呈現為大幅度地、周而復始地起伏，即呈現“深度調制”現象，在這種幅度調制故障沖擊的頻譜中，故障特征頻譜的幅度相對沒有調制時減小，致使僅僅根據特征頻譜幅度進行的定量診斷往往漏診，而調制所產生的調制譜的幅度(有時會大于故障特征頻譜的幅度)則可能被誤診為故障特征頻譜等于調制頻譜的零件的故障。例如：實際故障為轉動的內環故障；所產生的調制譜頻率因為與軸承轉動頻率相同的、如齒輪、車輪等故障特征頻譜相同，而造成齒輪、踏面的誤診及對軸承內環的漏診。又例如：實際故障為滾子故障；所產生的調制譜頻率因為與軸承保持架故障特征頻譜相同，而造成保持架的誤診及對軸承滾子故障的漏診。

為了解決上述的可能的漏診和誤診問題，需要提出一種防止軸承各周歷經性故障漏診、誤診的方法。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種防止軸承各周歷經性故障漏診、誤診的方法，通過對共振解調信號的頻譜獨有的邊頻譜與調制譜的模式識別，實現對軸承的內環、滾子各周歷經性故障或外環、滾子各周歷經性故障的準確定性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種防止軸承各周歷經性故障漏診、誤診的方法，對于外環固定的軸承的具體實現步驟是：

步驟1a，對共振解調信號進行快速傅里葉變換，得到相應的沖擊頻譜；

步驟2a，根據檢測對象的軸承參數計算軸承內環、滾子的故障特征頻率及相應的邊頻頻率與調制頻率；