旋转机械故障振动同步测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106092567A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610518405.3(22)申请日2016.07.02(71)申请人哈尔滨工业大学深圳研究生院地址518000广东省深圳市南山区西丽镇深圳大学城哈工大校区(72)发明人于刚周羽佳(74)专利代理机构深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙)44248代理人张立娟(51)Int.Cl.G01M13/02(2006.01)G01M13/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称旋转机械故障振动同步测量方法(57)摘要本发明提供了一种旋转机械故障振动同步测量方法，步骤1）：明确待测齿轮的安装位置，了解到该齿轮以及其啮合齿轮齿数；步骤2）：将无线振动传感器安装在与A轴上待测齿轮相啮合的B轴齿轮的轴上，在轴旋转后采集B轴上的齿轮啮合产生的轴向振动信号、径向振动信号；步骤3）：对采集到的齿轮径向振动信号进行小波分析滤波、包络变换，得到径向振动信号频谱图；步骤4）：在频谱图中观察是否出现明显的故障特征频率峰值，若出现该特征频率峰值则证明该齿轮存在故障。用本发明这种检测方法，由于更加贴近故障源，故可以在相同的故障条件下采集到更强的振动信号，从而更准确的更早的确定旋转机械内部齿轮以及轴承内圈的故障。CN106092567ACN106092567A权利要求书1/1页1.一种旋转机械故障振动同步测量方法，其特征在于：步骤1)：明确待测齿轮的安装位置，了解到该齿轮以及其啮合齿轮齿数；步骤2)：将无线振动传感器安装在与A轴上待测齿轮相啮合的B轴齿轮的轴上，在轴旋转后采集B轴上的齿轮啮合产生的轴向振动信号、径向振动信号；步骤3)：对采集到的齿轮径向振动信号进行小波分析滤波、包络变换，得到径向振动信号频谱图；步骤4)：在频谱图中观察是否出现明显的故障特征频率峰值，若出现该特征频率峰值则证明该齿轮存在故障。2.根据权利要求1所述的旋转机械故障振动同步测量方法，其特征在于：所述步骤4)中，齿轮故障特征频率满足以下公式：fGfault＝fC±nfZ±mfW其中：fGfault为齿轮故障特征频率，单位Hz；fC为齿轮啮合频率，单位Hz；n、m≥1，为频率倍数，为整数；fZ为故障齿轮所在轴的转频，单位Hz；fW为传感器安装轴的转频，单位Hz。3.根据权利要求1所述的旋转机械故障振动同步测量方法，其特征在于：还包括如下步骤：步骤5)：明确被检测轴承的滚动体个数、轴承节径D、滚动体直径d，轴承中滚动体个数Z，并将传感器安装在被测轴承的安装位置附近；步骤6)：令轴与传感器旋转，并采集传感器径向方向的振动信号；步骤7)：对采集到的轴承径向振动信号进行小波分析滤波、包络变换，得到径向振动信号频谱图；步骤8)：在频谱图中观察是否出现故障特征频率峰值，若出现该特征频率峰值则证明该轴承内圈存在故障。4.根据权利要求1所述的旋转机械故障振动同步测量方法，其特征在于：所述步骤8)中，轴承故障特征频率峰值满足以下公式：其中：fIfault为轴承内圈故障特征频率，单位Hz；轴承节径D，单位mm、滚动体直径d，单位mm，轴承中滚动体个数Z。5.根据权利要求1所述的旋转机械故障振动同步测量方法，其特征在于：步骤2)：至少采样一个工作周期。6.根据权利要求3所述的旋转机械故障振动同步测量方法，其特征在于：步骤6)：至少采样一个工作周期。2CN106092567A说明书1/5页旋转机械故障振动同步测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种测量方法，尤其涉及旋转机械故障振动同步测量方法。背景技术[0002]机械故障诊断的目的是“保证可靠地、高效地发挥设备应有的功能”，由于机械设备的运行过程是一个动态随机过程，在不同时刻设备的运行状态数据是随机、不可重复的，同时不同机械设备零部件也有着不同的故障特征。故设备故障诊断是一个从随机过程理论出发的融合各种分析工具的综合性学科。[0003]机械设备故障诊断的一般步骤：(1)设备工况信息获取，设备运行过程中，会产生振动、噪声、力、热以及流量等参数的变化，寻找针对性强、有代表性的参数进行测量，得到能够表征设备工作状态的信号。(2)特征提取，将采集到的驳杂的工况参数进行信号处理，获得能够表征工况的特征值，其特征提取方式不同，得到的特征值也不同。(3)特征值状态识别，即故障诊断，采用一定的诊断模式、诊断策略对特征值进行模式识别，确定设备是否出现故障以及得到设备故障的类型。(4)故障解决方案，根据故障诊断的结果，提出合理的解决方案，对设备发生故障的零件进行修复或者更换。(请参见：时献江，王桂荣，司峻山.机械故障诊断及典型案例解析[M].北京：化学工业出版社，2013：19-27。)[000