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基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法
基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法
摘要：行星轮轴承是重要的机械传动部件之一，其内圈故障对于整个行星传动系统的正常运转具有重要影响。为了实现对行星轮轴承内圈故障的快速检测和诊断，本论文提出了一种基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法。该方法以轴承故障产生的声发射信号为输入，并通过包络分析技术获得内圈故障的频谱包络图，并应用特征提取技术来实现故障的诊断。实验结果表明，该方法能够有效地检测和诊断行星轮轴承内圈故障，具有一定的实用性和可行性。
关键词：行星轮轴承；内圈故障；声发射信号；包络分析；特征提取
1.引言
行星轮轴承作为行星传动系统中的重要组成部分，承载了传动作用的各种载荷。由于其工作环境的复杂性和长期运行的高负荷状态，轴承内圈故障往往是导致行星轮轴承失效的主要原因之一。因此，对轴承内圈故障进行及时的检测和诊断对于确保行星传动系统的正常运行具有重要意义。
2.相关研究
目前，对行星轮轴承故障的检测和诊断方法主要分为两大类：一类是基于振动信号的分析方法，另一类是基于声发射信号的分析方法。其中，振动信号分析方法是最常用的方法之一，但由于行星传动系统结构的复杂性和多种故障的共振效应，振动信号的分析结果往往不够准确和可靠。相比之下，声发射信号分析方法具有非接触性、实时性和灵敏性等优点，可以有效地检测和诊断行星轮轴承的故障。
3.基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法
本论文提出的基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法由以下几个步骤组成。
3.1声发射信号采集
通过传感器将轴承故障产生的声发射信号采集到计算机中进行处理。为了保证采集到的信号的准确性和可靠性，需要合适的传感器和采样频率。
3.2包络分析
将采集到的声发射信号进行包络分析，以获得内圈故障频谱包络图。包络分析是一种将高频信号转化为低频信号的方法，在振动信号处理领域是一种常用的方法。
3.3特征提取
从频谱包络图中提取与内圈故障有关的特征，用于故障诊断。常用的特征包括频率、幅值、能量等。
3.4故障诊断
利用提取到的特征来进行行星轮轴承内圈故障的诊断。可以采用传统的模式识别算法，例如支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）等。
4.实验结果与分析
本论文通过实验验证了基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法的有效性。实验采用了一台标准的行星传动系统，通过在内圈上制造不同程度的故障，并采集相应的声发射信号。实验结果表明，本方法能够准确地检测和诊断行星轮轴承内圈故障，并且具有较高的敏感性和稳定性。
5.结论
本论文提出了一种基于声发射信号的行星轮轴承内圈故障包络分析方法，并通过实验证明了该方法的有效性。该方法具有简单、快速、非接触和准确等特点，可以为行星传动系统的故障检测和诊断提供有效的技术支持。
参考文献：
[1]吴清华,李春光,张勇强.基于声发射信号的轴承故障检测方法[J].振动与冲击,2010,29(1):107-112.
[2]王娟.基于特征提取和模式识别的机械设备故障诊断研究[D].南京航空航天大学,2014.
[3]王宏伟,肖奕,张晓华.基于声发射特征分析的行星轮振动信号故障诊断[J].振动与冲击,2016,35(4):152-156.