基于扭振信號(hào)的齒輪故障診斷研究
2012-12-22
在機(jī)械診斷技術(shù)的研究與應(yīng)用中，面對(duì)一個(gè)診斷對(duì)象首先應(yīng)該考慮的問(wèn)題是如何獲得故障信息。實(shí)際診斷工作中，通常無(wú)法對(duì)所關(guān)心的部位直接進(jìn)行觀察和測(cè)量，而只能在條件允許的其它部位上拾取某些與故障相關(guān)的間接信號(hào)。這些信號(hào)往往是故障激勵(lì)和其它激勵(lì)的混合響應(yīng)，其中除了與故障相關(guān)的成分外其余均被視為噪聲。由于受到傳遞過(guò)程和噪聲的影響，一般情況下對(duì)信號(hào)進(jìn)行直接觀察很難得到全面的故障特征，而且，通常的信號(hào)或特征并不是描述故障的直接物理量，它們與故障之間還存在著復(fù)雜的映射關(guān)系，需要借助一定的分析過(guò)程和識(shí)別方法才能得到故障的類型和程度。信息在傳遞與變換過(guò)程中只會(huì)減少不會(huì)增加，所以原始信號(hào)所包含的故障信息量的多少對(duì)診斷具有決定性的作用，即信號(hào)質(zhì)量是整個(gè)診斷工作的基礎(chǔ)。
實(shí)際上，從齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)信號(hào)波動(dòng)中可以得到扭振形式的嚙合振動(dòng)信號(hào)。當(dāng)載荷穩(wěn)定時(shí)，從故障激勵(lì)到扭振信號(hào)之間的變換與傳遞過(guò)程，比同樣激勵(lì)到箱體往復(fù)振動(dòng)之間的過(guò)程要簡(jiǎn)單得多，而且，扭振信號(hào)不像往復(fù)振動(dòng)信號(hào)那樣容易受到其它振源產(chǎn)生的機(jī)械波的干擾，所以扭振信號(hào)比往復(fù)振動(dòng)信號(hào)對(duì)故障更加敏感、信噪比更高，利用扭振信號(hào)更容易發(fā)現(xiàn)齒輪的早期故障。
這里我們將“振動(dòng)”一詞理解為，一個(gè)物理量通過(guò)其恒定值而在其最大最小值之間往復(fù)變化。并將物體的直線振動(dòng)稱為往復(fù)振動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)稱為扭振。
本文在對(duì)齒輪嚙合扭振進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了通過(guò)扭振信號(hào)進(jìn)行齒輪診斷的方法。試驗(yàn)結(jié)果表明從機(jī)器系統(tǒng)中測(cè)取的扭振信號(hào)受到的噪聲干擾小，齒輪軸系扭振系統(tǒng)對(duì)故障激勵(lì)的衰減作用小，因而扭振信號(hào)對(duì)故障敏感。作為齒輪早期故障診斷的信息來(lái)源，扭振信號(hào)優(yōu)于箱體振動(dòng)信號(hào)。但是，扭振信號(hào)的測(cè)取比較麻煩，本文同時(shí)介紹了利用軸角編碼器實(shí)現(xiàn)扭振測(cè)試的方法。目前編碼器已經(jīng)具備很強(qiáng)的惡劣環(huán)境適應(yīng)能力，并且連續(xù)工作的壽命也很長(zhǎng)，所以本文介紹的測(cè)試方法也適用于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
扭振信號(hào)作為齒輪系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的信息源，其優(yōu)越性已顯而易見(jiàn)，如何充分利用扭振信號(hào)從中提取更完整的故障特征仍需要進(jìn)一步深入研究。
來(lái)源 萬(wàn)用表 http://ideasky.com.cn/
實(shí)際上，從齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)信號(hào)波動(dòng)中可以得到扭振形式的嚙合振動(dòng)信號(hào)。當(dāng)載荷穩(wěn)定時(shí)，從故障激勵(lì)到扭振信號(hào)之間的變換與傳遞過(guò)程，比同樣激勵(lì)到箱體往復(fù)振動(dòng)之間的過(guò)程要簡(jiǎn)單得多，而且，扭振信號(hào)不像往復(fù)振動(dòng)信號(hào)那樣容易受到其它振源產(chǎn)生的機(jī)械波的干擾，所以扭振信號(hào)比往復(fù)振動(dòng)信號(hào)對(duì)故障更加敏感、信噪比更高，利用扭振信號(hào)更容易發(fā)現(xiàn)齒輪的早期故障。
這里我們將“振動(dòng)”一詞理解為，一個(gè)物理量通過(guò)其恒定值而在其最大最小值之間往復(fù)變化。并將物體的直線振動(dòng)稱為往復(fù)振動(dòng)，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)振動(dòng)稱為扭振。
本文在對(duì)齒輪嚙合扭振進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出了通過(guò)扭振信號(hào)進(jìn)行齒輪診斷的方法。試驗(yàn)結(jié)果表明從機(jī)器系統(tǒng)中測(cè)取的扭振信號(hào)受到的噪聲干擾小，齒輪軸系扭振系統(tǒng)對(duì)故障激勵(lì)的衰減作用小，因而扭振信號(hào)對(duì)故障敏感。作為齒輪早期故障診斷的信息來(lái)源，扭振信號(hào)優(yōu)于箱體振動(dòng)信號(hào)。但是，扭振信號(hào)的測(cè)取比較麻煩，本文同時(shí)介紹了利用軸角編碼器實(shí)現(xiàn)扭振測(cè)試的方法。目前編碼器已經(jīng)具備很強(qiáng)的惡劣環(huán)境適應(yīng)能力，并且連續(xù)工作的壽命也很長(zhǎng)，所以本文介紹的測(cè)試方法也適用于在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
扭振信號(hào)作為齒輪系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷的信息源，其優(yōu)越性已顯而易見(jiàn)，如何充分利用扭振信號(hào)從中提取更完整的故障特征仍需要進(jìn)一步深入研究。
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