[發(fā)明專利]一種帶式輸送機托輥軸承故障聲學監(jiān)測方法

在審

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• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112362348A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 張雄;萬書亭;何玉靈;王曉龍;豆龍江;張明
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 北京圣州專利代理事務所(普通合伙) 11818
• 代理人: 王振佳

本發(fā)明公開了一種帶式輸送機托輥軸承故障聲學監(jiān)測方法，具體步驟如下，在帶式輸送機兩端固定第一聲學傳感器和第二聲學傳感器，所述第一聲學傳感器和所述第二聲學傳感器通過數(shù)據(jù)采集裝置與分析計算機相連接，設定數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)分析周期；通過分析計算機設定觸發(fā)閥值，數(shù)據(jù)采集裝置同步采集所述第一聲學傳感器和所述第二聲學傳感器的信號并輸送至分析計算機中，分析計算機將上述數(shù)據(jù)進行故障判定，觸發(fā)數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析采用改進的Kurtogram分析，通過步驟3的分析結構計算故障位置。本發(fā)明采用上述結構的一種帶式輸送機托輥軸承故障聲學監(jiān)測方法，實現(xiàn)對托輥軸承實時動態(tài)檢測，并有效的捕捉故障聲源位置。

技術領域

本發(fā)明涉及故障聲學監(jiān)測方法，特別是涉及一種帶式輸送機托輥軸承故障聲學監(jiān)測方法。

背景技術

近年來，受國家政策和企業(yè)生產需求導向，煤場及燃煤輸送系統(tǒng)的全封閉式運行成為當前電廠燃輸改造的重要內容。燃煤輸送系統(tǒng)全封閉后會引入新的問題，封閉空間內粉塵濃度大，不利于巡檢人員長期在棧道走廊內作業(yè)，同時夏季高溫，作業(yè)人員存在重大職業(yè)健康風險。因此，從環(huán)境保護、人力資源合理分配、降低生產風險等方面綜合考慮，封閉式、智慧化、無人值守電廠燃料輸送系統(tǒng)工程受到廣泛關注。托輥的損壞主要是指托輥內支撐軸承故障，其故障信號表現(xiàn)為明顯的周期性和沖擊性。在帶式輸送機兩端布置一對聲學傳感器，對兩個聲學傳感器采集到的信號進行濾波預處理，對預處理后的信號進行廣義互相關分析，能夠比較容易得到信號中的周期性故障沖擊成分和有效的時延估計，從而較為準確的定位到聲場中托輥故障聲源的位置(注：由廣義互相關時延估計能夠得到聲音傳遞到兩個傳感器的時間差，結合聲音在空氣中的傳播速度，能夠得到聲源點距離兩個傳感器的距離差，從而對故障聲源進行定位)。但是，在實際現(xiàn)場工程環(huán)境下，帶式輸送機位于封閉棧道內，封閉空間具有的特點給聲場分析引入了新的問題：嘈雜的環(huán)境引入了傳遞路徑耦合干擾，使得傳統(tǒng)廣義互相關分析無法準確得到時延估計結果，無法有效定位故障聲源位置。

針對軸承的故障特征提取方法研究在近幾年一直是理論研究的熱點方向。McFadden等首次建立了軸承振動信號分析模型，以間隔性循環(huán)沖擊特征描述滾動軸承故障振動信號，從而為軸承振動分析奠定了理論基礎。之后故障特征提取方法被廣泛提出和應用，包括小波類方法、共振解調類方法(Kurtogram、Protrugram和Infogram等)、自適應信號分解方法(變分模態(tài)分解、局部均值分解、經驗模態(tài)分解和奇異值分解等)、解卷積類方法(最大相關峭度解卷積、最小熵解卷積等)等。這些方法在一定程度上具有共性，都是把信號投影到不同的維度，通過一定的方法選取故障特征維度，舍棄干擾維度，以實現(xiàn)有效特征的提取。

Antoni等在2006年為譜峭度做了詳細的定義，并提出了基于短時傅里葉變換的SK估計器，將理論概念與實際應用聯(lián)系起來，提出了Kurtogram算法，并闡述了該算法在旋轉機械故障特征提取領域的具體應用過程。隨后，眾多學者對kurtogram算法進行了改進，這些改進主要針對算法的兩個方面，一方面是提升頻帶分割能力，通過選擇優(yōu)異的頻帶劃分方法使得頻率/頻率分辨率趨于最優(yōu)解，從而更加準確地識別和判定循環(huán)沖擊成分所處于的共振頻帶及帶寬。另一方面是改進累積統(tǒng)計量計算指標，用以取代峭度，從而克服峭度指標在處理某些問題時的局限性。

帶式輸送機運行狀態(tài)監(jiān)測目前多采用人工巡檢，少部分采用巡檢機器人巡檢。人工巡檢弊端是耗費人力資源且存在安全隱患，巡檢機器人對地形有較高要求或需要搭建長距離導軌，成本很高。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供了一種帶式輸送機托輥軸承故障聲學監(jiān)測方法，實現(xiàn)對托輥軸承實時動態(tài)檢測，并有效的捕捉故障聲源位置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種帶式輸送機托輥軸承故障聲學監(jiān)測方法，具體步驟如下，

步驟S1：在帶式輸送機兩端固定第一聲學傳感器和第二聲學傳感器，所述第一聲學傳感器和所述第二聲學傳感器通過數(shù)據(jù)采集裝置與分析計算機相連接；

步驟S2：設定數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)分析周期；