谈谈电机轴承共振解调技术特点

  电机轴承共振解调技术是一种用于检测机械设备故障的信号变换技术,与其他常规振动检测技术相比,特别适合侦测机械设备的早期故障所发生的冲击信息。 利用共振解调技术处理振动冲击信号可达到剔除常规振动和提取故障冲击的目的。
  转速跟踪技术是一种变速机械的转速相位跟踪采样技术,将经典 FFT 分析的“相对天文时钟坐标”的原则,置换为“车轮转动相位坐标”。 于是,不管车速如何变动, 不管走行部故障信号相对于天文时钟如何没有周期性,都会在“车轮转动相位坐标”上体现出万古不变的周期性,实现非周期信息的周期变换,从而可以沿用前人的 FFT 技术成功实现故障分析
  图 1 为共振解调与转速跟踪技术的信号变换过程分析。将传感器输出的具有机械故障的振动冲击信号,用带有广义共振机制的振动、冲击、温度复合传感器接收,其振动和冲击广义共振信息经过电子变换技术,剔除其他机械振动或干扰, 解调出传感器信号中存在的机械故障冲击激发的广义共振信号, 从而实现在车辆强烈的机械振动干扰和电磁干扰中微弱故障信息的提取。 在故障信号处理的 AD 采样过程中,实时获取车轮转速,转速相位跟踪采样将模拟信号变换为数字信号,进而对共振解调波的频谱作 FFT 分析。
  共振解调、转速跟踪主动诊断技术的优越性在于:有可能在故障还没有发生宏观破损时就发现异常的应力集中现象,这使得侦测到故障的时间大大提前,为故障早期预警和设备性能评估提供了有效的技术手段。
  1.2 电机轴承早期、晚期故障的准确发现依据机械的结构几何学及运动学规律,共振解调、转速跟踪诊断技术建立了诊断滚动轴承故障的经典数学模型,可从定量[1]
  和定性[2]
  两个角度对故障进行确定性的精密诊断。
  安装在某城轨车辆上的走行部车载故障诊断系统报告 4 车 2 轴牵引电机传动端轴承滚子故障, 车载监测数据下载到地面分析管理软件后的数据回放如图2所示,轴承滚子早期故障冲击单滚道,谱线未偏离理论谱: 诊断软件根据滚子故障冲击单滚道的经典数学模型(模型理论谱号 241.61),主动搜索经 FFT 变换后的频域数据,得到滚单故障(实际谱号 243.8)的诊断结论,诊断值 46.6 dB 表示其故障级差[2]
  。 该值刚超过45 dB 的预警线,属于早期故障。
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关键词:电机轴承

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