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齿轮箱出现故障的分析方法

更新时间:2021-01-15 浏览次数:683

   齿轮箱系统是旋转机械系统,其故障诊断的研究内容主要包括故障机理研究、故障信号的采集、故障特征信号的提取、故障模式的识别。

  经典谱分析方法,又可分为时域分析法和频域分析法。

  时域分析法通常指用时域波形计算出参数指标,它是简单的分析方法,通常适用于明显的周期信号、瞬态冲击信号、简谐振动信号。该法实用性较强,但对复杂结构和故障耦合信号处理能力较差,属于故障处理的初级阶段。

  频域分析法是基于1807年傅立叶提出的傅立叶变换(Fourier transform,FT)的基本的信号处理方法。FT的缺点是缺乏信号局部信息,只适合线性平稳信号的分析。主要有包络分析(enveloping analysis)、全息谱分析(holospectrumanalysis)、细化谱分析(zoom spectrum analysis)、倒谱分析(cepstrum analysis)、高阶谱分析(higher orderspectrum analysis)等。

  当齿轮箱出现故障时,其振动信号中包含的故障信息通常以调制的形式出现,提取故障信息就是将故障信号从高频调制信号中解调出来。包络解调又叫解调谱分析,常用方法有希尔伯特变换解调、循环平稳解调、能量算子解调、值分析解调、平方解调、检波滤波解调等。

  1989年,L.S.Qu等提出了全息谱分析。它是基于FT,将求得的不同通道信号的振幅、频率、相位信息进行集成的方法,观察更直观。

  细化谱分析是增加频谱中某些部分频率分辨率的分析方法。

  倒谱是信号的FT谱经对数运算后再进行傅立叶反变换的分析方法,它对信号传递路径的影响不敏感。

  高阶谱是分析非平稳信号的一种方法,是处理非线性、非高斯信号的一种有力的频域处理工具,它能够定量描述信号中的非线性相位耦合特征,理论上有降噪作用,是近年来研究热点之一。

  频域解调分析的局限性:(1)多故障诊断中的比较接近的高频成分相互交叉;(2)解调过程中,会将不包含故障信息的两个频率之差作为调制频率解调出来;(3)检波滤波解调易造成混频效应。这些现象都易造成误诊。

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