基于声发射的滚动轴承润滑状态检测研究

发布时间：2020-10-08 20:58

　　旋转机械中滚动轴承是常用且容易破损的零件。滚动轴承的故障往往会导致机械停止运转,甚至产生更加严重的后果。良好的润滑可以减少滚动轴承部件之间的摩擦,减缓滚动轴承因摩擦而引起的故障。声发射检测技术是一种广泛应用的动态无损检测技术,具备适用领域广泛、实时在线监测等特点。所以在本论文中,使用声发射技术来采集和监测滚动轴承的润滑状态。本文对滚动轴承五种不同的润滑状态进行检测研究。在滚动轴承不等润滑脂量状态检测中,RMS、能量率、事件计数率和事件平均振铃四个声发射参数具有反映滚动轴承润滑状态的能力。但是,RMS和能量率这两个声发射参数优于其他两个声发射参数。在滚动轴承润滑脂衰减状态检测中,RMS、能量率、事件计数率、事件平均振铃四个声发射参数可以显示滚动轴承润滑脂消耗量,四个参数中,RMS是反映这种润滑状态的最佳参数,事件计数率和能量率是低润滑条件下区分润滑状态的次要选择,不建议事件平均振铃作为辨别滚动轴承低润滑脂的润滑状态的指标。在滚动轴承外圈损伤和润滑不足状态检测中,RMS、能量率、事件计数率、事件平均振铃和峰值能很好地对比分析不同润滑脂量外圈故障的滚动轴承的声发射信号。在滚动轴承不同润滑脂稠度状态检测中,得出的相关结论为:在润滑脂不足时,同种润滑脂,RMS、能量率、事件计数率、总振铃、峰值会随着润滑脂量增加而减少,不同稠度的润滑脂,同等润滑脂量下,润滑脂稠度越低,相应的参数会越大;在润滑脂足量和过量时,RMS、能量率、事件计数率、总振铃、峰值这些参数会在一个较小的范围内波动,且不同稠度润滑脂的各个参数差距较小。在滚动轴承被污染润滑脂状态检测中,得到的结论是:当润滑脂中混入灰尘、金属颗粒污染物时,RMS、能量率、事件计数率和事件平均振铃会增大,声发射信号整体强度增大。
【学位单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH133.33
【部分图文】：

波形,声发射信号,类型,突发型

脉冲宽度大约为数微秒至数毫秒。连续型声发射信号的单一脉冲无法分辨，实质上连续型声发射信号由大量小的突发型声发射信号构成。突发型声发射信号和连续型声发射信号如下图2.2所示。a) 突发型声发射信号 b）连续型声发射信号图2.2 声发射信号类型Fig. 2.2 Types of AE signal2.2.2 参数分析法常用的声发射信号分析方法是参数分析法和波形分析法。参数分析法是用特征参数来表示声发射信号特征；波形分析法是通过声发射波形对其时域和频域分析。声发射参数分析法是20世纪50年代以来普遍使用的声发射信号分析方法，虽然有很多不足，但是经过大量的工程实践证明，声发射参数分析法具有其他方法不可代替的作用。到现在，参数分析法是声发射信号分析的首选[67]。突发型声发射信号的一些参数如图2.3所示。

突发型,声发射信号,特征参数,振铃

第二章声发射技术及信号分析方法11图2.3 突发型声发射信号的特征参数Fig.2.3 Characteristic parameters of burst AE signal（1）波击（Hit）和波击计数超过阈值并使某一通道获取数据的任何信号称之为一个波击[65]。所测得的波击个数可分为总计数和计数率。（2）事件计数（Event Count）和事件计数率产生声发射的一次材料局部变化称之为一个声发射事件。可分为总计数和计数率。（3）振铃计数(Ring Count)和振铃计数率超过阈值信号的振荡次数，可分为总计数和计数率。本文中用到的参数为事件平均振铃和总振铃，事件平均振铃为一段声发射信号内，一个事件内振铃平均数值。总振铃为这段信号的振铃总数。

实验平台,故障,Ⅱ型,诊断工程

本实验的实验平台为江苏千鹏诊断工程有限公司生产的QPZZ-Ⅱ型旋转机械振动故障实验平台，QPZZ-Ⅱ型实验平台可以模拟滚动轴承内圈、滚动体等故障，而且该平台可以很快更换测试轴承。图3.1是QPZZ-Ⅱ型实验平台的实物图。图3.1 旋转机械振动故障实验平台Fig.3.1 Experimental platform for vibration fault of rotating machinery

【参考文献】