基于包络分析的轴承故障诊断.pdf

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1、状态监测与分析石P油化工设备技术，2014，35(2)·41·etro—ChemicalEquipmentTechnology基于包络分析的轴承故障诊断蔡国娟(中国石油化5-股份有限公司天津分公司，天津300271)摘要：文章以某石化公司常减压装置闪底泵为例，基于希尔伯特变换的包络分析为理论依据，对机泵状态监测系统谱图进行了分析，并对具有调制现象和冲击现象的机泵轴承故障进行了诊断。通过对现场机泵解体检查，发现轴承保持架断裂，进一步验证了基于包络分析的故障诊断的有效性。说明包络分析可以比较准确地、快速地诊断出轴承故障的确切部位。关键词：轴承振动包络分析希尔伯特变换故障诊断轴承是旋转机械设备

2、中最为重要的部件之2)希尔伯特解包络原理。解包络的原理就一，因此研究轴承的典型故障特征具有重要的意是让测试信号产生一个7：／2的相移，从而与原信义。目前，诊断轴承故障的最有效的方法是包络号构成一个解析信号，求出它的解析信号，解析信分析。包络分析对周期性的冲击故障信号来说，号就构成包络。宽频带特性常引起系统固有频率处的谐振，从而常用的希尔伯特变换解调技术原理框图可用在该频率附近形成以特征故障频率为基频的边图1表示。()为振动加速度信号，带通滤波后带，可认为此边带是故障信号调制的结果，因此又得到信号()，(t)经希尔伯特变换得到信号有人称为解调分析“。()，二者构成解析函数式h()：包络分析

3、可以从含噪的振动信号中提取，由h(t)一y(￡)4-(t)(2)于冲击所激起的高频振动，以及载附在其上的包幅络信号，通过对包络信号进行频谱分析，可以提取值谱出轴承的故障特征频率，从而精确地确定出故障发生的部位和层次，然后再结合机械设备本身的相位特点，最终进行故障诊断。在进行频域分析时，主谱要是分析它的频谱图，结合特征频率来识别故障。图1希尔伯特变换解调技术原理示意1希尔伯特变换的包络提取h(f)的模的幅值就是实信号z(￡)的包络，即：现常用的包络分析有基于希尔伯特变换的解包络分析、基于高通绝对值分析的解包络分析、基Ih(t)一√(t)+(t)(3)于连续小波分析的解调分析、基于小波模极大

4、值上述过程就是基于希尔伯特变换的解包络分算法的包络分析方法。下面介绍本文中所选用的析。通常情况下，包络解调前必须选取一个由冲包络分析方法一基于希尔伯特变换的解包络分击激起的、受环境干扰小的高频振动，并以其为中析。希尔伯特变换是完全在时域中进行的一种特心频率进行窄带滤波，再对滤波后的信号进行包殊的正交变换，已被广泛的应用于相位提取n等络分析，因此又可称为高频共振解调方法。方面。1)一个实信号()的希尔伯特变换定义为：收稿日期：2O1309—23。^．，、z)一()*一11Ir(1)作者简介：蔡国娟，女，2O12年毕业于天津科技大学控制理7rJt—r论与控制工程专业，硕士，主要从事转动设备的

5、状态监测及式(1)中，*表示卷积运算，它的实质是使信号在故障诊断工作，助理工程师。频域相移=／B。Email：caigu0juan2()()5@l63．com