基于声发射技术的滚动轴承故障诊断时频分析方法研究

发布时间：2020-05-16 21:37

【摘要】： 滚动轴承是旋转机械中应用最广泛、也是最易损坏的关键零部件之一,对其进行状态监测和故障诊断有着广泛的经济和社会效益。声发射(acoustic emissionAE)技术应用于滚动轴承的状态监测和故障诊断相对于目前普遍采用的振动法有着许多优越性。 本文借鉴基于振动信号的滚动轴承故障诊断时频分析的成功经验,将各种典型的时频分析方法引入滚动轴承的声发射故障诊断领域,开展基于声发射技术的滚动轴承故障诊断时频分析方法的研究。工作主要包括以下四个方面:(1)开发了声发射数据采集系统,与滚动轴承故障实验台和SWAES全波形声发射检测仪配套,形成了滚动轴承故障全波形声发射检测系统。进行了滚动轴承典型故障的声发射试验,并分析了滚动轴承故障引发的AE信号的特点及特征提取原理。(2)分别发展了滚动轴承故障AE信号的STFT(Gabor变换)分析法、WVD分析法、小波尺度谱(小波再分配尺度谱)分析法,研究表明这些方法均能有效提取AE信号的特征以及反映AE信号中所蕴藏的特征信息,其二维、三维时频谱能准确描述滚动轴承故障引发的声发射事件,直观地表征AE信号中各个脉冲的数目、强度、在时频面上的分布及频率组成等。(3)提出了滚动轴承故障AE信号的小波包特征提取分析法,解决了从噪声污染严重、数据量大以及频率范围宽的实测AE信号中提取特征信号困难的难题,并能实现滚动轴承故障位置的精密诊断。(4)构造了适于滚动轴承故障AE信号特征提取的小波函数,该小波函数比目前普遍采用的Daubechies小波有着更好的使用效果,提高了滚动轴承故障AE信号小波分析的有效性和准确性。这些研究工作不仅能提高滚动轴承早期故障预报、诊断的效率和精度,而且有益于促进滚动轴承AE信号波形分析技术的发展。
【图文】：

图2.2SWAES全波形声发射检测仪实物图Fig.2.2Substaneediagramofthes认人ESfull一waveformAEdeteetinginstrum认人ES全波形声发射检测仪的主要构件有:谐振频率为150kHz、的SR15声发射传感器，20MHz同步4通道模拟量输入的9812数据宽为0.02一ZMHz、增益为40dB的队I前置放大器，频率范围为20

处理方法进行后续的更加深入的信号分析。采集数据时，首先设置采样频率、采样通道、采样时间等参数，然后按“初始化”一“开始采样”一“开始保存”一“数据转换”的流程进行数据采集。数据采集系统的用户界面如图2.3所示。骤蠕粤鼎辫卿瓢吟严哪黔臀臀卿价郡粤}图2.3声发射数据采集系统软件界面 Fig.2.3SoftwareinterfaeeofAEdataeolleetionsystem2.4滚动轴承故障实验台和实验方案2.4.1滚动轴承故障实验台
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH133.33

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本文编号：2667371