声发射技术在轴承故障诊断中的应用

发布时间：2020-07-14 02:17

【摘要】： 轴承故障诊断在现代工业生产中非常重要。声发射技术是一门较新的无损检测技术,它主要适用于金属岩石等晶体材料的损伤检测。与传统的振动监测不一样,它检测的信号是源于故障损伤发出的弹性波引起的被检测对象表面位移,而不是由于故障损伤引起的检测对象整体的振动。所以从本质上讲,声发射技术更适合轴承早期故障诊断。本文综述了国内外声发射技术的相关研究趋势,总结了声发射检测技术的理论依据;通过实验研究了断铅、撞击、摩擦等声发射源所产生的声发射现象数量和信号强度关系;对声发射信号在不同的传播路径上信号的幅值、上升时间、能量、平均频率等参数进行了统计分析;研究了声发射信号在经历相同介质界面和不同介质界面间的传播特性;研究了小波阈值降噪方法在高背景噪声条件下声发射信号处理中的应用,并利用转子实验台,通过实际模拟轴承故障损伤进行声发射信号检测,验证了小波阈值降噪法的降噪效果。通过以上的研究得到了以下结论:声发射现象产生的强弱由外加应力和材料本身性质共同决定;随着距离的增加,相同声发射传感器接收到的声发射信号的每个参数都有降低趋势,但是当两个传感器距离较小的时候,参数变化模糊;声发射信号在不同的介质间传播的时候,声发射信号的局部功率谱发生改变,在相同介质界面间传播,不会改变;通常认为经过多个界面时声发射信号衰减严重,但实验中发现,尽管声发射信号经过包含4个界面的复杂路径,声发射传感器依然能够接收到有效的声发射信号;最后应用dbN小波处理模拟轴承损伤的声发射信号,当阈值为最大值的50%的时候,可以有效的降低噪声,重构后的声发射信号保留了声发射信号的主要特征。以上的研究结果表明,声发射技术可以很好地应用到轴承的故障诊断中。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH165.3;TH133.3
【图文】：

滑动轴承,推力滑动轴承,径向滑动轴承

可分为推力滑动轴承和径向滑动轴承。如图 2.4a 所示为推力滑动轴承，图2.4b 所示为径向滑动轴承。图 2.3 神经网络故障诊断过程Fig.2.3 Process of neural network fault diagnosis预处理特征提取网络分类器标准模式训练样本学习过程诊断过程待诊断样本诊断结果

滚动轴承,球形,滚动体,外圈

图 2.4 滑动轴承Fig.2.4 Sliding bearing动轴承动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。如图 2.5 所。滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子和球面滚子等，它轴承的载荷能力。滚动体是滚动轴承的核心元件，它使相对运动摩擦，为了进一步减小摩擦，滚动体之间还要充满润滑脂或滚动体正确运动，改善轴承内部载荷分配和润滑性能。滚动轴支撑件，工作时依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件常内圈装配在轴上，并与轴一起旋转；外圈与轴承座孔装配在有轴承外圈旋转、内圈固定的。少数情况下还有内、外圈分别情况。

突发型,声发射信号

.2 声发射信号分类声发射信号可以分为突发型声发射信号、连续型声发射信号[29]。把声发射为连续型和突发型并不是绝对的，当突发型信号的发生的频率很大时，其形式连续型信号。而实际测得的声发射信号非常复杂，往往表现为混合型信号。混发射子信号的波形特征是在不同的阶段表现出不同的波形特征。如图 3.2 所示型声发射信号，图 3.3 所示为连续型声发射信号，图 3.4 所示为混合型声发射信 3.1 列举了不同类型声发射信号特点及声发射信号类型与声源的对应关系。a) 理想声发射信号图 b) 实际的声发射信号a) Ideal AE signal b) Actual AE signal图 3.1 声发射信号Fig.3.1 AE signal

【参考文献】