淺析智能化軸承狀態(tài)檢測(cè)

陸瑩

摘 要 滾動(dòng)軸承的工作狀態(tài)在很大程度上影響著整個(gè)機(jī)械設(shè)備甚至是整條生產(chǎn)線的運(yùn)行，如果軸承在工作時(shí)發(fā)生故障，容易導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的工作停滯，甚至引發(fā)嚴(yán)重的事故，應(yīng)當(dāng)對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。

關(guān)鍵詞 滾動(dòng)軸承 監(jiān)測(cè) 特征值

中圖分類號(hào)：TH133 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

滾動(dòng)軸承是電力、冶金、機(jī)械、石化、航空航天以及一些軍事工業(yè)部門中使用范圍最廣的機(jī)械部件，也是機(jī)械設(shè)備最容易受損傷的部件之一。滾動(dòng)軸承的工作狀態(tài)在很大程度上影響著整個(gè)機(jī)械設(shè)備甚至是整條生產(chǎn)線的運(yùn)行，如果軸承在工作時(shí)發(fā)生故障，容易導(dǎo)致整個(gè)設(shè)備的工作停滯，甚至引發(fā)嚴(yán)重的事故。因此，進(jìn)行及時(shí)而有效的軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)將是十分必要的。

1 滾動(dòng)軸承故障類型

（1）磨損失效

當(dāng)塵埃、異物等潤(rùn)滑雜質(zhì)侵入軸承滾道、滾動(dòng)體、保持架、座孔或安裝軸承的軸頸或發(fā)生機(jī)械原因引起的損壞時(shí)，會(huì)發(fā)生磨損失效，是滾動(dòng)軸承一種最常見的失效形式。

（2）疲勞失效

疲勞失效也成為接觸疲勞，表現(xiàn)為滾動(dòng)體或滾道表面剝落或脫皮。

（3）斷裂失效

軸承的斷裂失效主要是由缺陷于與過載兩大因素造成的。

（4）膠合失效

膠合失效膠合發(fā)生在滾動(dòng)接觸的兩個(gè)表面間，為一個(gè)表面上的金屬粘附到另一個(gè)表面的現(xiàn)象。

（5）保持架損壞

保持架損壞可能是由于保持架材料的缺陷以及鉚合缺陷等原因引起。

2 數(shù)據(jù)處理及特征提取

2.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

（1）零均值化處理

零均值化處理又稱中心化處理。若不去除均值，在作信號(hào)譜分析時(shí)，將在處出現(xiàn)一個(gè)大的譜峰，并會(huì)影響在左右處的頻譜曲線，使它產(chǎn)生較大的誤差。

（2）消除趨勢(shì)項(xiàng)

趨勢(shì)項(xiàng)就是在隨機(jī)信號(hào)中存在線性項(xiàng)或緩慢變化的、周期大于記錄長(zhǎng)度的非線性成分。通常使用最小二乘法，它既能消除高階多項(xiàng)式趨勢(shì)項(xiàng)，又能消除線性趨勢(shì)項(xiàng)。

（3）平滑處理

平滑處理使圖形變得平滑，去除毛刺。常用的計(jì)算機(jī)平滑方法是五點(diǎn)三次平滑，這仍然是一種基于最小二乘法原理的擬臺(tái)方法。

（4）濾波處理

數(shù)字濾波器DF（digital filter）是廣泛使用的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，分為有限沖激響應(yīng)FIR（finite impulse response）和無限沖激響應(yīng)（infinite impulse response）兩種濾波器。

2.2時(shí)域特征值提取

時(shí)域特征提取列表如表1。

從表可知，均值的重復(fù)性不好，方差、均方根值、峰值因子的差異性不好，則只有峰值、峭度系數(shù)、裕度因子、脈沖因子、波形因子是好的、有效的特征值。

2.3頻域分析方法

頻域參數(shù)特征提取列表如表2。

從上表可以看出，頻域參數(shù)的特征值重復(fù)性和差異性都是良好的。

3 總結(jié)

本文首先論述了軸承的失效方式。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和特征分析，數(shù)據(jù)預(yù)處理方法主要有零均值化、消除趨勢(shì)項(xiàng)、平滑處理、濾波處理，特征抽取方法主要有時(shí)域抽取和頻域抽取。

參考文獻(xiàn)

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