[發(fā)明專利]一種軸承故障特征頻率計算方法及裝置

有效

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• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113295417B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 劉育瑋;吳建軍;程玉強;楊述明;胡潤生;崔孟瑜;戚元杰;鄧凌志;石業(yè)輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 劉芳

本發(fā)明公開了一種軸承故障特征頻率計算方法及裝置。方法包括：S1、將軸承的故障特征頻率與行星齒輪系的故障特征頻率進行類比分析得出對應關系；S2、將軸承的內外徑進行重構，S3、根據(jù)重構后的軸承內外徑的數(shù)值，根據(jù)步驟S1中的對應關系計算出軸承的故障特征頻率。本發(fā)明方法可以通過類比行星齒輪系實現(xiàn)求解軸承故障特征頻率，計算量小、便于工程實現(xiàn)。

技術領域

本發(fā)明涉及軸承故障檢測技術領域，更具體地說，特別涉及一種軸承故障特征頻率計算方法及裝置。

背景技術

軸承是各類轉子機械的重要組成部分，在轉子和支撐件上起到了至關重要的連接作用。但是，由于惡劣的工作條件，經(jīng)常會發(fā)生故障。在旋轉機械當中，軸承的故障率達到70％，為了保證機械部件的正常運轉，所以對軸承故障的檢測是極其重要的。滾動體與局部軸承故障之間的碰磨會產(chǎn)生脈沖信號。其頻率與軸承故障類型相對應，稱之為故障特征頻率。

當前，軸承故障特征頻率計算式都是根據(jù)軸承的幾何參數(shù)和轉頻來計算的軸承故障特征頻率。然而，對于有的軸承，軸承節(jié)圓的直徑的計算公式與實際軸承的節(jié)徑有差異；另一種計算方式是假設了軸承做純滾動，但是實際上軸承并不是純滾動。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種軸承故障特征頻率計算方法及裝置，以克服現(xiàn)有技術所存在的缺陷。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種軸承故障特征頻率計算方法，包括以下步驟：

S1、將軸承的故障特征頻率與行星齒輪系的故障特征頻率進行類比分析得出對應關系；

S2、將軸承的內外徑進行重構；

S3、根據(jù)重構后的軸承內外徑的數(shù)值，根據(jù)步驟S1中的對應關系計算出軸承的故障特征頻率。

進一步地，所述步驟S1具體包括，

S10、計算行星齒輪箱中故障特征頻率；

f_mesh＝f_carrierZ_ring(1)；式中，f_mesh為齒輪嚙合頻率；f_carrier為行星架旋轉頻率；Z_ring為齒圈齒數(shù)；

式中，f_planet1為行星齒輪故障特征頻率；f_planet2為行星齒輪兩側均有故障特征頻率；Z_planet為行星齒輪齒數(shù)；

式中，f_sun1為太陽輪故障特征頻率；f_sun2為太陽輪局部故障特診頻率；Z_sun為太陽輪齒數(shù)；N_planet為行星輪個數(shù)；

式中，f_ring1為齒圈故障特征頻率；f_ring2為齒圈局部故障特診頻率；

S11、根據(jù)式(1)的關系對式(4)進行變換，得到f_ring2＝f_carrier(5)；

S12、由行星齒輪的計算公式：

式中，f為行星齒輪箱輸入的旋轉頻率；

將行星齒輪系與軸承相似類比，根據(jù)機械設計知識，分度圓直徑＝模數(shù)X齒數(shù)，得：

d＝m×Z(7)，式中，d為分度圓直徑，m為模數(shù)，Z為齒數(shù)；

在行星齒輪系中，相互嚙合的齒輪模數(shù)一定相同，將式(7)分別帶入式(2)、(3)、(6)分別得到；