第5期 路俏俏等：改进的谱相关分析方法及其在故障诊断中的应用 679 利用电火花加工方法对可更换的轴承外圈进 21.81,则输出轴的转频为1.1Hz.将传感器安装 行不同程度的点蚀处理.以点蚀坑个数和深度的增 在滚动轴承座上端盖的竖直方向上，利用PCI-II 加来模拟轴承外圈故障的劣化趋势（如表1） 声发射采集设备对故障轴承进行声发射(acoustic 表1外圈故障轴承加工方案 emission,AE)信号采集，采样频率500kHz,采 Table 1 Machining scheme of rolling bearings with faults in 样时长为17s.采集所得声发射信号时域图如图9 the outer ring 所示. 轴承编号 外圈点蚀坑个数 点蚀坑深度/mm 从图9可以看出，随着故障程度的加深，声发 2 2 05 射信号的出现愈加显著，但由于信号较复杂不能直 1.0 接用于衡量故障程度，需进一步分析 6 6 1.5 3.2结果分析与对比 8 2.0 根据信号的频域图，人为选择共振带对信号进 设定电机转速1450rmin-1,减速箱传动比为 行共振解调分析，结果如图10所示 外圈故障-2时域图 外圈故障4时域图 200 200r 100 100 -200 10 1214 -200%2 810 12 14 16 t/s t/s 外圈故障-6-时域图 外圈故障-8-时域图 200 200 100 10 100 -20 1012 14 16 0 2 8 10 6 t/s t/s 图9试验台的声发射信号时域图 Fig.9 Time-domain curves of AE signals in the test bed 外圈故障-2-共振解调结果 外图故障-4共振解调结果 0.06 0.14r X:3.457 日004 X3.457 :0.1422 0.05555 ÷0.08 0.02 ohhhlhwww 0.04 2 3 g 5678 9 345678910 f/Hz f/Hz 外圈故障6共振解调结果 外圈故障-8共振解调结果 X:3.457 0.10 X3.457 Y:0.08231 :0.112 ■ 0.05 0.05 whwbwbww 456 78910 f/Hz 2345678910 f/Hz 图10试验台的声发射信号共振解调结果 Fig.10 Resonance demodulation result of AE signals in test bed 滚动轴承的转频为1.1Hz,由计算可知其外圈 却难以识别出轴承故障的严重程度 故障频率为3.4Hz.从图10中看出：共振解调的方 为使传统的谱相关分析结果至少包含故障频 法对每个故障程度信号基本能分辨出外圈故障，但 率三倍频，选择循环频率a范围0~10Hz,以此对第 期 路俏俏等 改进的谱相关分析方法及其在故障诊断中的应用 · · 利用 电火 花加工方法对可更换 的轴承外 圈进 行不 同程度的点蚀处理 以点蚀坑个数和深度 的增 加来模拟轴承外圈故障的劣化趋势 如表 表 外圈故障轴承加工方案 轴承编号 外圈点蚀坑个数 点蚀坑深度 设定 电机转速 · 一 ‚减速箱传动 比为 ‚则输 出轴 的转频 为 将传感器安装 在滚动轴承座上端盖的竖直方 向上 ‚利用 一 声发射采集设备对故障轴承进行声发射 ‚ 信号采集 ‚采样频率 ‚采 样 时长为 采集所得声发射信号时域 图如 图 所示 从图 可以看出‚随着故障程度的加深 ‚声发 射信号的出现愈加显著 ‚但 由于信号较复杂不能直 接用于衡量故障程度 ‚需进一步分析 结果分析与对 比 根据信号的频域 图‚人为选择共振带对信号进 行共振解调分析 ‚结果如图 所示 外圈故障一一时域图 外圈故障一一时域图 叫工任月 ﹄乙︺︵ 一 净代日 ︼们八 一‘胜曰︵︺ 一 沂日 艺 外圈故障一一时域图 外圈故障一一时域图 咖树脚冷科十珊橱砂 日﹃︺ 泛日 沂日 申研冲卜 一 一 图 试验 台的声发射信号时域图 一 外圈故障一一共振解调结果 外圈故障一一共振解调结果 八马︸八亡曰 … 曰︸ 泛日 ︸匕︺︵ … 曰口 卜日 外圈故障一一共振解调结果 刀 外圈故障一一共振解调结果 滩 丫一节 代产片。 胆 节一不 〕一 言甲飞一焦 图 试验 台的声发射信号共振解调结果 勺上月 目 泛日 滚动轴承 的转频为 ‚由计算可知其外 圈 故障频率为 从图 中看出 共振解调的方 法对每个故障程度信号基本能分辨 出外圈故障‚但 却难 以识别 出轴承故障的严重程度 为使传 统 的谱相关分析结果至少包含故 障频 率三倍频 ‚选择循环频率 范围 、 ‚以此对