[發明專利]一種滾動軸承外圈缺陷二維量化診斷方法

有效

• 申請號: 201810956890.1
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN109211566B
• 公開（公告）日: 2020-03-13
• 發明（設計）人: 崔玲麗;黃金鳳;張飛斌;王華慶
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01M13/045
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種滾動軸承外圈缺陷二維量化診斷方法，該方法根據信號波形特征將故障沖擊振蕩類型劃分為Class 1和Class 2。對于Class 1型外圈缺陷，則首先基于提出的Class 1型外圈缺陷周向尺寸計算公式量化診斷出缺陷周向尺寸。由提出的Class 1型外圈缺陷中心位置尺寸計算公式完成Class 1型外圈缺陷的二維量化診斷。對于Class 2型外圈缺陷，則首先基于提出的Class 2型外圈缺陷周向尺寸計算公式量化診斷出缺陷周向尺寸。再分別計算出外圈缺陷左、右邊緣的σ_vh值，最后由提出的Class 2型外圈缺陷中心位置尺寸計算公式診斷出外圈缺陷中心位置尺寸，完成Class 2型外圈缺陷的二維量化診斷。

技術領域

本發明屬于故障診斷領域，具體涉及一種滾動軸承外圈缺陷量化診斷方法。

背景技術

滾動軸承外圈缺陷的量化診斷主要包括兩個方面：缺陷定形尺寸診斷和缺陷定位尺寸診斷。其中定形尺寸主要是指外圈缺陷的寬度，定位尺寸則是指外圈缺陷的周向角位置。定形尺寸診斷的理論意義和工程價值主要包括：在已經診斷出軸承存在局部缺陷故障的情況下，綜合考慮經濟效益和生產秩序，允許故障軸承保持工作運轉，但是必須量化診斷出缺陷的定形尺寸信息以便實時掌握故障的嚴重程度，防止故障擴展到引起破壞性事故的發生。而定位尺寸診斷則具有以下工程應用價值：1、當缺陷尺寸很微小時，如果能預先診斷出缺陷的位置，將有助于拆機后更快速的排查出故障部位，進而提高工作效率和診斷成功率。2、軸承外圈缺陷出現位置的不同，可能對應于不同的故障原因；比如缺陷出現在承載中心位置，可能主要是疲勞損傷導致的，而如果缺陷出現在距離承載中心較遠的位置，則故障原因更可能是材料缺陷、機加工缺陷或維護缺陷等。3、缺陷位置是軸承剩余壽命預測的主要影響因素之一；比如在其他因素相同的情況下，更靠近承載中心的缺陷，可能具有更快的擴展速度，從而使得軸承的剩余壽命也更短。

因此，實現滾動軸承外圈缺陷的量化診斷具有迫切的理論意義和現實需求。

發明內容

本發明基于含缺陷軸承系統非線性動力學機理研究和振動加速度信號處理技術，提出了一種滾動軸承二維量化診斷方法，可準確地診斷外圈缺陷的寬度尺寸和定位尺寸。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種滾動軸承外圈缺陷二維量化診斷方法，包括以下具體步驟：

步驟1建立參考坐標系，以滾動軸承的軸向對稱面為坐標系平面，以面向軸的輸出端為正面，以垂直向下為y軸正方向；以y軸正方向為參照，繞軸的運行方向旋轉90o為x軸正方向；以x軸正方向為參考坐標系的角度基準，設定x軸正方向旋轉到y軸正方向為參考坐標系的角度坐標正方向，即x軸正方向為0o，y軸正方向為90o；

步驟2測取振動加速度信號，

在軸承座外表面與x軸負方向線的交點處安裝振動加速度傳感器1，振動加速度傳感器1測取的加速度信號命名為a_x；在軸承座外表面與y軸負方向線的交點處安裝振動加速度傳感器2，振動加速度傳感器2測取的加速度信號命名為a_y；設定采樣頻率F_s，采樣點數N；由振動加速度傳感器1和振動加速度傳感器2同時測取10組振動加速度信號，分別記為a_x,j和a_y,j，j＝1,2,3…10，j為振動加速度信號組的序號；根據滾動軸承型號和滾動軸承的內圈轉速f，計算出滾動軸承外圈缺陷的故障特征頻率f_o；