[發明專利]一種液壓軸向柱塞泵軸承的故障診斷方法

在審

• 申請號: 202110476084.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113375938A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 張小輝;程宗輝;孫同明;舒送;管博文;賀良國
• 申請（專利權）人: 國營蕪湖機械廠
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045;G06F30/20
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王帥

本發明涉及機械故障診斷技術領域，具體為一種液壓軸向柱塞泵軸承的故障診斷方法，具體步驟如下：(a)通過模態分析法仿真計算獲得軸承內圈、外圈第一階彎曲振動的固有頻率，將第一階彎曲振動固有頻率作為彎曲振動固有頻率值；(b)通過自適應算法對原始數據進行采集，采用第一階彎曲振動固有頻率作為帶通濾波器的中心頻率，并以該中心頻率對軸承原始故障信號帶通濾波；(c)最后通過Hilbert包絡分析，解調得到故障特征頻率值，與故障理論特征值進行匹配，最終確定故障類型。本發明采用此算法可進行實時信號處理，而不會增加計算量；不僅能夠大大減少DFT分析的頻譜泄漏，而且還能根據信號頻率的波動，自適應地修改抽樣序列。

技術領域

本發明涉及機械故障診斷技術領域，具體為一種液壓軸向柱塞泵軸承的故障診斷方法。

背景技術

在現代化生產中，機械設備的故障診斷技術越來越受到重視，飛機液壓柱塞泵工作在交變載荷下，軸承的滾柱、內外環的滾動表面很容易產生潤滑不良、點蝕及疲勞等損傷，常見故障有疲勞與剝落、磨損、點蝕、軸承保持架破損、軸承間隙過大等。無論哪種故障，都會在運動過程中產生沖擊，從而產生周期性的振動。判斷軸承是否正常方法有沖擊脈沖法、頻譜分析法、測溫法、噪聲法、油液檢測法。現有一種軸承柱塞泵檢測方法，利用有限元分析方法對柱塞泵軸承進行建模和有限元仿真，通過模態分析得到軸承內、外圈第一階彎曲振動的固有頻率，再利用最小熵解卷積對帶通濾波后的信號進行故障特征增強，最后通過希爾伯特包絡解調得到故障特征頻率。但它們的運算量大，不適于實時信號處理，并且不能自適應地改善抽樣序列。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種液壓軸向柱塞泵軸承的故障診斷方法。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種液壓軸向柱塞泵軸承的故障診斷方法，具體步驟如下：

(a)通過模態分析法仿真計算獲得軸承內圈、外圈第一階彎曲振動的固有頻率，將第一階彎曲振動固有頻率作為彎曲振動固有頻率值；

(b)通過自適應算法對原始數據進行采集，采用第一階彎曲振動固有頻率作為帶通濾波器的中心頻率，并以該中心頻率對軸承原始故障信號帶通濾波；

(c)最后通過Hilbert包絡分析，解調得到故障特征頻率值，與故障理論特征值進行匹配，最終確定故障類型。

進一步地，步驟(a)的具體步驟如下：

(1)建立滾動軸承有限元模型利用comsol軟件進行有限元仿真，對于目標零件，將軸承三維模型導入，并輸入材料參數；

(2)將軸承的滾道與滾動體接觸設定為彈簧阻尼單元，滾道與滾動體的徑向接觸剛度即為彈簧阻尼單元的接觸剛度，滾道與滾動體的接觸阻尼即為彈簧阻尼單元的阻尼；

(3)由彎曲振型確定載波頻率，進行有限元模態分析，并由振型確定第一階彎曲振動固有頻率；

(4)將滾動軸承有限元模型分析得到的第一階彎曲振動固有頻率當作載波頻率值。

進一步地，步驟(1)中的材料參數具體包括彈性模量E、泊松比v、材料密度p。

進一步地，步驟(b)中對原始數據進行采集的公式為：

本發明的有益效果是：

本發明采用此算法可進行實時信號處理，而不會增加計算量；不僅能夠大大減少DFT分析的頻譜泄漏，而且還能根據信號頻率的波動，自適應地修改抽樣序列。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：

圖1為本發明的主要環境示意圖；

圖2為本發明的診斷流程示意圖；