[發(fā)明專利]一種礦用扇風(fēng)電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障信號的判斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010003931.2
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111060317A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程睿遠(yuǎn);鄔知衡;於楓;向力力;李倩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電器科學(xué)研究所(集團(tuán))有限公司;上海電器科學(xué)研究院
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 上海璀匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31367
• 代理人: 王文穎

本發(fā)明涉及一種礦用扇風(fēng)電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障信號的判斷方法大致包括以下步驟：在礦用扇風(fēng)機(jī)軸承上，布置振動(dòng)、溫度及噪聲傳感器；生成反相位次級噪聲，對環(huán)境噪聲進(jìn)行降噪處理，優(yōu)化扇風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集環(huán)境；通過在扇風(fēng)電動(dòng)機(jī)的軸承上安裝傳感器，采集轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的振動(dòng)及溫度信號；傳感器將采集到的振動(dòng)信號數(shù)據(jù)上傳到分析系統(tǒng)中，對信號進(jìn)行連續(xù)離散二進(jìn)小波分解；計(jì)算軸承內(nèi)環(huán)、外環(huán)及滾動(dòng)體的故障頻率；判斷軸承是否存在故障。通過本發(fā)明專利的部署，可以將礦井現(xiàn)場采集環(huán)境的噪聲大大降低，從而提高對于現(xiàn)場扇風(fēng)機(jī)軸承的采集精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，特別設(shè)計(jì)一種基于小波變化的礦用扇風(fēng)電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承信號的處理方法。

背景技術(shù)

由于礦用現(xiàn)場扇風(fēng)機(jī)起到了礦井底部通風(fēng)的作用，直接關(guān)系到了井下人員的生命安全，因此保證扇風(fēng)機(jī)正常工作就顯得尤為重要。滾動(dòng)軸承作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的關(guān)鍵部件，大部分的機(jī)械故障，都是由于軸承故障引起，因此扇風(fēng)機(jī)的滾動(dòng)軸承信號采集與處理就顯得尤為關(guān)鍵。眾所周知，滾動(dòng)軸承一般采集的信號有噪聲、振動(dòng)和溫度。由于礦用扇風(fēng)機(jī)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，采集及信號去噪難度較大，因此需要采用多種技術(shù)相結(jié)合，獲得所需要的軸承運(yùn)行信號參數(shù)，用于設(shè)備故障診斷中。

CN201120184318公開了一種礦井主風(fēng)扇風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、PLC控制柜、操作臺(tái)、現(xiàn)場傳感器、風(fēng)機(jī)附屬設(shè)備和風(fēng)機(jī)啟動(dòng)柜，所述PLC控制柜通過所述網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與所述上位機(jī)連接，所述現(xiàn)場傳感器、所述風(fēng)機(jī)附屬設(shè)備、所述風(fēng)機(jī)啟動(dòng)柜均連接所述PLC控制柜，所述PLC控制柜連接到所述操作臺(tái)。上述專利能夠?qū)ιa(chǎn)過程信息集中監(jiān)控、實(shí)時(shí)存取、自動(dòng)分析，便于實(shí)施最佳運(yùn)行方案，保證礦井運(yùn)行安全，保障礦工寶貴的生命；監(jiān)控上位機(jī)，采用雙機(jī)冗余設(shè)計(jì)，每臺(tái)上位機(jī)可同時(shí)監(jiān)控兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，可靠性更高；智能數(shù)字儀表與PLC控制柜控制的數(shù)據(jù)采集信號回路相互獨(dú)立，能夠提高檢測的準(zhǔn)確性。

CN201610927086.1公開了一種基于小波變換的軌檢儀采集數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟：步驟1：輸入一組原始基本弦軌向數(shù)據(jù)；步驟2：應(yīng)用db3小波對該原始組基本弦軌向數(shù)據(jù)進(jìn)行三層小波分解，分別得到各層的高頻信號和低頻信號；步驟3：識(shí)別小波分解的第一層的高頻信號中的含有粗大誤差的檢測數(shù)據(jù)并進(jìn)行剔除；步驟4：在剔除含有粗大誤差的檢測數(shù)據(jù)后，進(jìn)行小波重構(gòu)，得到濾波后的基本弦軌向數(shù)據(jù)。上述專利的數(shù)據(jù)處理方法，在消除噪聲的同時(shí)能保護(hù)邊緣信息，且不會(huì)引入更多的信號失真和特征丟失。

CN201310556947公開了一種基于提升小波變換的局部放電信號去噪方法，包括下述步驟：(1)輸入待去噪的局部放電信號；(2)對局部放電信號進(jìn)行提升小波分解處理，獲得不同分解尺度的高頻系數(shù)分量和最高尺度的低頻系數(shù)分量；(3)采用基于小波熵的分層閾值及軟閾值函數(shù)，對高頻系數(shù)分量進(jìn)行量化處理以去除噪聲分量，并保存為新的高頻系數(shù)分量；(4)利用新的高頻系數(shù)分量和步驟(3)所得的最高尺度的低頻系數(shù)分量組成進(jìn)行信號重構(gòu)的系數(shù)分量，對系數(shù)進(jìn)行信號重構(gòu)，獲得去噪后的局部放電信號。上述專利提升小波完全在時(shí)(空)域進(jìn)行變換，將高、低通濾波器轉(zhuǎn)化成一系列的相對簡單的預(yù)測和更新步驟。故提升小波變換的去噪速度快，設(shè)計(jì)靈活簡單，易于實(shí)現(xiàn)。

通過專利檢索，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的專利中并無針對礦井用扇風(fēng)機(jī)軸承故障信號的判斷方法，原因在于：第一，由于礦井環(huán)境復(fù)雜，在采集振動(dòng)、溫度等信號時(shí)，因考慮的因素較多；第二，采集上來的信號存在無用數(shù)據(jù)，增加了分析的難度。因此急需尋找一種符合該應(yīng)用環(huán)境的信號處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種判斷礦井用扇風(fēng)機(jī)軸承是否發(fā)生故障的方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種礦用扇風(fēng)電動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障信號的判斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在礦用扇風(fēng)機(jī)的軸承上布置振動(dòng)傳感器、溫度傳感器及噪聲傳感器；