Vol.27 No.3 高立新等：基于小波分析的大型齿轮箱低速轴故障诊断 345 层分解结果.此时，原始时域波形发生严重畸变， 100以上大幅值数据有7个，突变系数7/20=0.35. 各层波形均变化剧烈，至20：03彻底崩溃前，各层 在19：06一20：03这段时间内数据里，100以上大 波形又趋于平缓，第5层[0,31.25)频段尤为显著. 幅值数据有12个，突变系数=12/20=0.60 (2)计算幅值明显变化的0,31.25]频段小波5 (3)用每小时的小波5层突变系数作趋势图， 层突变系数.根据以上分析，以1h为数据段，计 图6为各测点小波分层突变系数的变化情况.从 算小波5层突变系数，即小波5层突变系数=小 测点3,4,5上可以清楚的看到：随着时间的推移， 波5层低频分解大幅值数据个数/1h内数据个数 突变系数呈增大趋势 (20个数据). (4)根据趋势图预测运行设备劣化情况，并初 从表2可以看出，在17：24一18：21这段时间 步判断有故障隐患的零部件，从图6上可以看到 内，小波5层低频分解在100以上为大幅值数 有隐患零部件劣化发展的趋势：3,4,5号测点 据有17：45,18：15,18：18三个，因此突变系数为 在齿轮箱突发事故前6h(即14：00左右)，趋势图 3/20-0.15.在18：24一19：21这段时间内数据里， 就有明显的上升，据此可以采取应急措施，由 表217：24一20：03测点3原始波形及小波层低频分解部分 Table 2 Original data and low-spectrum decomposition by wavelet analysis at the 3rd point(17:24-20:03) 原始振动小波5层分解结果 原始振动 小波5层分解结果 原始振动小波5层分解结果 时间 时间 时间 均方值 (低频幅值) 均方值 (低频幅值) 均方值 (低频幅值) 17:24 1264 35.4 18:18 1166 250.6 19:12 1591 250.1 17:27 460 33.2 18:21 690 31.0 19:15 857 89.3 17:30 1245 44.5 18:24 708 35.3 19:18 1093 58.8 17:33 1181 37.9 18:27 1263 33.8 19:21 706 592 17:36 580 35.3 18:30 1366 61.3 19:24 1088 48.5 17:39 683 26.7 18:33 602 39.1 19:27 1530 256.4 17:42 1456 34.1 18:36 808 41.3 19:30 1350 256.1 17:45 1043 143.3 18:39 1534 71.5 19:33 1056 53.1 17:48 1256 40.5 18:42 1534 71.5 19:36 1625 251.8 17:51 1068 47.5 18:45 1412 288 19:39 1547 255.2 17:54 630 44.6 18:48 1532 338.9 19:42 670 45.0 17:57 603 28.3 18:51 1438 254.6 19:45 680 55.2 18:00 1219 86.5 18:54 1208 66.1 19:48 1383 288.3 18:03 956 28.5 18:57 922 78.2 19:51 867 61.7 18:06 1241 42.5 19:00 1170 69.3 19:54 1757 372.5 18:09 1421 39.2 1903 1416 267.8 19:57 2186 404.7 18:12 1421 392 19:06 1273 260.3 20:00 3413 366.5 18:15 1166 250.6 19:09 1326 265.4 20:03 3450 428.8 0.4 a)测点3 0.6b)测点4 0.3 0.4F 量02 0.1 0 0 6:008:0010:0012:0014:0016:0018:00 6:0080010:0012:0014:0016:0018:00 时刻 时刻 0.6⊙测点5 0.4d剩点6 0.4 0.3 0.2 曩02 0.1 0 6:008:0010:0012:0014:0016:0018:00 6:008:0010:0012:0014:0016:0018:00 时刻 时刻 图6各测点小波5层突变系数的变化 Fig.6 Change in saltation coefficient of wavelet analysis at different measuring pointsV匕L2 7 N 0 . 3 高立新 等 : 基 于小波 分析 的大型 齿轮 箱低 速轴 故障诊 断 一 3 4 5 - 层分 解结 果 . 此 时 , 原始 时域 波形 发生严 重畸 变 , 10 0 以 上大 幅值 数据 有 7 个 , 突变 系数 7 /20 = .0 35 . 各层 波形均 变化 剧烈 , 至 20 : 03 彻 底崩溃 前 , 各层 在 19 : 0 6一20 : 03 这段 时 间 内数据 里 , 10 以上大 波 形 又趋 于平缓 , 第 5 层 0[ , 31 . 25 」频段 尤 为显著 . 幅值 数 据有 12 个 , 突 变系 数= 12 2/ 0 = 住60 . (2 )计 算幅值 明显变化 的 0[ , 31 . 2 5] 频段 小波 5 (3) 用每 小 时 的小波 5 层 突变 系数 作趋 势 图 . 层 突 变系 数 . 根据 以上 分 析 , 以 l h 为数 据 段 , 计 图 6 为 各测 点小 波 分层突 变系 数 的变 化情 况 . 从 算 小 波 5 层 突变 系 数 , 即小 波 5 层 突变 系 数= 小 测 点 3 , 4 , 5 上可 以清 楚 的看到 : 随着 时 间的推移 , 波 5 层低 频 分解 大幅 值数 据 个数 1/ h 内数据 个数 突 变 系数 呈增 大 趋势 . (2 0 个数 据 ) . (4 )根据 趋势 图预 测运 行设备 劣化 情况 , 并初 从表 2 可 以看 出 , 在 17 : 24 一18 : 21 这 段 时 间 步 判 断有 故障 隐患 的零 部 件 . 从 图 6 上 可 以看到 内 , 小波 5 层 低 频分 解 在 10 以上 为大 幅值 数 有 隐 患零 部件 劣化 发 展 的趋势 : 3 , 4 , 5 号 测 点 据 有 17 : 45 , 18 : 巧 , 18 : 18 三个 , 因此 突变 系数 为 在 齿轮 箱突 发事 故前 6 h ( 即 14 : o 左 右 ) , 趋 势 图 3 2/ 0= 0 . 巧 . 在 18 : 2 4一19 : 21 这 段 时间 内数据 里 , 就有 明显 的上 升 , 据 此可 以采 取应 急 措施 . 由 表 2 17 : 24 一 20 : 03 测 点 3 原始 波形 及 小波层 低频 分 解部 分 aT b l e 2 o ir gl n a l d a t a a n d l ow 一 s P e e t r u m d e c o m P o s i肠o n b y w va e l e t a n a ly s i s a t t h e 3 r d P o i n t ( 1 7 : 2今一2 0 : 0 3) 时间 原始 振动 均 方值 1 2 64 4 6 0 1 2 4 5 1 18 1 5 8 0 6 8 3 1 4 5 6 1 0 4 3 1 2 5 6 1 0 6 8 6 3 0 6 0 3 时间 原始 振动 均方值 1 16 6 6 9 0 小波 5 层分 解结 果 (低频 幅值 ) 2 5 0 . 6 3 1 . 0 3 5 . 3 3 3 . 8 6 1 . 3 时间 原始 振动 均方值 1 59 1 8 5 7 小波 5 层分解 结果 (低频 幅值 ) 2 5 0 . 1 8 9 . 3 5 8 8 5 9 . 2 4 8 . 5 闷名JI 25125625653 3 9 . 1 4 1 3 .375 28372.61 17 : 2 4 17 : 2 7 17 : 30 ] 7 : 3 3 17 : 36 1 7 : 3 9 1 7 : 4 2 1 7 : 4 5 1 7 : 4 8 1 7 : 5 1 17 : 5 4 17 : 5 7 18 : 0 0 18 : 0 3 18 : 0 6 18 : 0 9 18 : 12 1 8 : 1 5 1 2 19 9 5 6 1 2 4 1 1 4 2 1 1 4 2 1 1 16 6 小波 5 层 分解 结果 (低 频幅值 ) 3 5 . 4 33 . 2 4 . 5 3 7 9 3 5 . 3 2 6 . 7 3 4 . 1 14 3 . 3 4 0 . 5 4 7 . 5 44 . 6 2 8 . 3 86 . 5 2 8 . 5 4 2 . 5 3 9 . 2 3 9 . 2 2 5 0 . 6 1 8 : 18 1 8 : 2 1 18 : 2 4 18 : 2 7 18 : 3 0 18 : 3 3 18 : 3 6 18 : 39 1 8 : 4 2 1 8 : 4 5 1 8 : 4 8 1 8 : 5 1 18 : 5 4 18 : 5 7 19 : 0 0 19 : 0 3 19 : 0 6 19 : 09 70 8 1 2 6 3 1 3 6 6 6 0 2 8 0 8 1 5 34 1 5 34 1 4 12 1 5 32 1 4 3 8 1 2 0 8 92 2 1 17 0 1 4 16 1 2 7 3 1 3 26 7 1 . 5 7 1 . 5 2 8 8 33 8 . 9 2 5 4 . 6 6 6 . 1 7 8 . 2 6 9 3 2 6 7 . 8 2 6 0 . 3 2 6 5 . 4 1 9 : 12 19 : 15 19 : 18 19 : 2 1 19 : 2 4 19 : 2 7 19 : 3 0 19 : 3 3 1 9 : 36 1 9 : 3 9 1 9 : 4 2 1 9 : 4 5 1 9 : 4 8 19 : 5 1 19 : 5 4 19 : 5 7 2 0 : 0 0 2 0 : 0 3 1 0 9 3 70 6 1 0 8 8 1 5 3 0 1 3 5 0 1 0 56 1 6 25 1 54 7 6 7 0 6 8 0 1 3 8 3 8 6 7 1 7 5 7 2 18 6 3 4 13 3 4 5 0 .0 4 1面顶石弧 0 . 3 卜 o · 6 } ( b) 测点 4 4 , 了 ` ù n ù日 0 暨华 “ r 卜一片一一 6 : 0 0 8 : 00 10 : 0 0 12 : 0 0 14 : 0 0 16 : 0 0 18 : 0 0 时刻 6 : 0 0 8 : 0 0 10 : 0 0 12 : 0 0 14 : 0 0 16 : 0 0 18 : 0 0 时刻 0 . 6 c( ) 测点 5 0 . 4 0 4 0 . 3 应 卜 丽不 ù, ` . 二 ǐ日ù 瞥 瞥聪 n 骚 0 . 2 6 : 00 8 : 0 0 10 : 0 0 1 2 : 0 0 14 : 0 0 16 : 0 0 1 8 : 0 0 时刻 8 : 0 0 1 0 : 00 12 : 0 0 14 : 0 0 1 6 : 0 0 18 : 0 0 时刻 图 6 各 测点 小波 5 层 突变 系数 的变化 F i.g 6 C 卜a n g e i n s a l t a it o . c o e m e i e o t o f w a v e le t a n a ly s is a t d i fe er n 吐m e a s u r i n g P o i n tS