●268 北京科技大学学报 2003年第3期 连辊套 连接螺拴M27,16个 图1万向接轴部件图 Fig.1 Universal axle parts 障特征，以预防同类事故或者在发生事故后尽快 27.5 确定故障部位，组织抢修，减少停机时间. 品 T网，wM 现场实际测得了V4齿轮箱2002年1月26日 % 14:21发生螺栓拉断的故障时域信号波形，其中 -27.5 00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 图2(a)为螺栓拉断前6min(14:15)的故障时域信号 t/s 波形，图3(a)为螺栓拉断前15min(14:06)的故障信 2.5 (b) 号波形，图4a)为螺栓拉断前27min(13:54)齿轮箱 运行时的正常信号波形. 图2(b),图3(b)和图4b)是以上各图(a)的频谱 。人h 图.这三个图的主要特点为：在发生故障时有低 0100200300400500600700800900 频冲击信号，设备正常运行时无故障冲击信号 f/Hz 27.5 对以上三组信号分别进行小波变换(Daub6小波 (c) 三层分解)后可以看到：经过小波变换后的故障 品 时域信号（图2(c)和图3（©）)有明显的突变特征， 而从小波变换后的正常时域信号（图4(）)中看不 27.5 00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 到明显的信号波动情况. t/s 在图2(c)中t=0.2s左右的位置和图3(c)中 图214：15时的时域信号(a),频谱(b),小波变换A粗略 t=0.5s左右的位置有明显的波形突变，也即这两 部分(c) 处预示着故障发生的时刻. Fig.2 Time region signal at 14:15 图2(c)和图3(c)是由低频信号所组成，包含 25.1 (a) 齿轮箱输出轴（万向接轴）的轴频0.37Hz和两个 0 wLtbwwa 输出轴上的齿轮啮合频率25.39Hz. muprt 螺栓全部断裂前，图2(c)(14:06)和图3(c) 25.1 00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 (14:15)两个谱图低频处出现共振峰群，中心频率 t/s 为25.39Hz(图5)，共振峰群可能是由于受到咬钢 2.5 (b) 时的冲击力、键突然翻起脱落或螺栓突然拉断引 起齿轮箱输出轴（万向接轴）部件剧烈振动、齿轮 啮合状况极其恶劣所致.以健翻的可能性为大， 0100200300400500600700800900 第一个低频共振峰疑是第一个键翻起脱落，第二 f/Hz 个低频共振峰疑是第二个键翻起脱落， 25.1 (c) (2)将小波分析和三维瀑布图分析方法结合 起来进行诊断.图6为螺栓拉断前10个信号的三 品 维瀑布图，每个信号时间间隔为3min,在三维瀑 -25.1 布图上可以看到事故发生的全过程.在进行诊断 00.1 0.20.30.40.50.60.70.80.9 t/s 时，先用三维瀑布图对大量数据进行浏览，可以 图314：06时的时域广只(a),频谱(b),小波变换A,粗略 较容易发现正常数据组与故障数据组的差异，再 部分(c) 对差异部分进行深入分析，可以较快的找到故障 Fig.3 Time region signal at 14:06北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 连辊套 万 田 二匡」 塑 一 ‘ 一 一 ’ 撇蝙 图 万 向接轴 部件 图 障特征 ， 以 预 防 同类事 故 或者在 发生 事 故后 尽 快 确定 故 障部 位 ， 组织 抢 修 ， 减 少 停 机 时 间 现场 实 际测 得 了 齿 轮箱 年 月 日 发 生 螺栓拉 断 的故 障时 域 信 号 波形 ， 其 中 图 为螺 栓拉 断前 的故 障时域信号 波形 ， 图 为螺栓拉 断前 的故 障信 号 波形 ， 图 为螺栓 拉 断前 齿 轮箱 运 行 时 的正 常信号 波形 图 ， 图 伪 和 图 是 以 上 各 图 的频谱 图 这 三 个 图 的 主 要 特 点 为 在 发 生 故 障 时 有 低 频 冲击信号 ， 设备正 常运 行 时无故 障 冲击信号 对 以上 三 组 信号 分别进 行 小 波 变换 小 波 三 层 分解 后 可 以 看 到 经 过 小 波 变换 后 的故 障 时域信号 图 和 图 有 明显 的 突 变 特 征 ， 而从小波变换后 的正 常时域信号 图 中看 不 到 明显 的信 号 波动情 况 在 图 中 二 左 右 的位 置 和 图 中 卜 左右 的位置 有 明显 的波形 突变 ， 也 即这两 处 预示 着 故 障发 生 的 时 刻 图 和 图 是 由低 频 信号 所 组 成 ， 包 含 齿 轮箱输 出轴 万 向接轴 的轴频 和 两 个 输 出轴上 的齿 轮 啮 合频 率 螺栓 全部 断 裂 前 ， 图 和 图 两个谱 图低 频 处 出现共振 峰群 ， 中心 频 率 为 图 ， 共振 峰群 可 能是 由于受 到 咬钢 时 的 冲击 力 、 键 突然 翻起脱落或 螺 栓 突然 拉 断 引 起齿 轮箱输 出轴 万 向接轴 部件 剧 烈振 动 、 齿 轮 啮合状 况 极 其恶 劣所致 以 健 翻 的可 能 性 为 大 ， 第一个低频 共振峰 疑 是第 一个键翻起脱 落 ， 第 二 个低 频 共振峰疑 是第 二个键 翻起脱 落 将小 波 分析 和 三 维 瀑 布 图分析方法 结合 起来进 行诊断 图 为 螺栓拉 断前 个信号 的三 维 瀑 布 图 ， 每个信 号 时 间 间隔 为 ， 在 三 维 瀑 布 图上 可 以看 到事 故发生 的全过程 在进 行诊 断 时 ， 先用 三 维 瀑 布 图对 大量 数据 进 行 浏 览 ， 可 以 较 容易发 现正 常数据组 与故 障数据 组 的差 异 ， 再 对差异 部 分进 行深入 分析 ， 可 以 较快的 找到 故 障 一 鄂删卿…洲畔 喇翩咖咖碱 叫 · 日勺 「 下下一 一 下 一 只 汀八侧 ， 伙了 从厂认犷 月 阮 了划 认卢入产冲训 一 … … ， 图 时 的 时域信 号 ， 频谱 ， 小 波 变换 粗略 部分 一 蜘邮， 毗删‘ 八 蝙蜘咧嘛祠 。︶、，日妞 习 国 一 图 时 的 时域犷 只 ， 频 谱 ， 小 波变换 粗略 部 分 ·