專(zhuān)利名稱(chēng)：動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及對(duì)動(dòng)量輪的早期故障原因進(jìn)行診斷的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前動(dòng)量輪廣泛應(yīng)用于各種衛(wèi)星、飛船等宇航器中，利用其？陀螺定軸性？和速 度變化所產(chǎn)生的反作用力矩來(lái)穩(wěn)定或改變衛(wèi)星的姿態(tài)；作為衛(wèi)星的關(guān)鍵單機(jī)，其性能直接 影響衛(wèi)星的控制精度和可靠性，動(dòng)量輪一旦出現(xiàn)故障將嚴(yán)重影響衛(wèi)星完成主要功能，甚至 造成整星報(bào)廢。而且由于動(dòng)量輪產(chǎn)品交付衛(wèi)星總裝需要進(jìn)行半年到一年的各種地面環(huán)境試 驗(yàn)考核，其周期長(zhǎng)、試驗(yàn)費(fèi)用巨大，而動(dòng)量輪一旦出現(xiàn)故障，不單各項(xiàng)試驗(yàn)要重新做，甚至?xí)?造成衛(wèi)星延期發(fā)射；將對(duì)經(jīng)濟(jì)效益，特別是社會(huì)效益產(chǎn)生很大不良影響。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)動(dòng)量輪早期故障的識(shí)別主要是通過(guò)測(cè)試動(dòng)量輪的電流或功耗的大 小，分析其變化趨勢(shì)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析來(lái)判斷動(dòng)量輪是否會(huì)出現(xiàn)早期故障，這種識(shí)別 方法雖相對(duì)簡(jiǎn)單、方便，在地面試驗(yàn)時(shí)，可在線檢測(cè)分析，但其還具有以下缺點(diǎn)(1)由于動(dòng)量輪是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，引起電流(功耗)大小和變化的原因很 多，有時(shí)是多種原因綜合作用，現(xiàn)有技術(shù)只是對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別，無(wú)法對(duì)造成故障的原因進(jìn)行 科學(xué)、合理的診斷，特別是無(wú)法對(duì)造成故障的早期原因進(jìn)行定位；在地面試驗(yàn)時(shí)，動(dòng)量輪一 旦出現(xiàn)故障，只能對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行分解，對(duì)動(dòng)量輪的各零部件進(jìn)行測(cè)試分析，才可能找到故障 原因；動(dòng)量輪一旦分解，就意味著部分零部件報(bào)廢，前期的各項(xiàng)檢測(cè)和試驗(yàn)付之東流。(2)當(dāng)動(dòng)量輪電流的大小和變化在故障臨界點(diǎn)時(shí)，由于很難通過(guò)經(jīng)驗(yàn)分析來(lái)判斷 原因和動(dòng)量輪未來(lái)是否產(chǎn)生故障，大多是繼續(xù)試驗(yàn)，一方面當(dāng)故障明顯時(shí)，就很難對(duì)故障產(chǎn) 生的初始原因進(jìn)行定位；另一方面由于沒(méi)有及時(shí)采取有效措施，往往造成不必要的動(dòng)量輪 報(bào)廢。因此，對(duì)動(dòng)量輪早期故障原因進(jìn)行識(shí)別和診斷就異常重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是針對(duì)上述缺陷，提供一種可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)動(dòng)量輪的早期故障及故障 原因的動(dòng)量輪早期故障原因診斷識(shí)別方法，以提高動(dòng)量輪乃至衛(wèi)星的可靠性，科學(xué)、合理地 采取有效改進(jìn)措施，降低產(chǎn)品的研制成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，首先，檢測(cè)計(jì)算得出靜 態(tài)下動(dòng)量輪中各零部件的固有頻率與動(dòng)量輪軸承的脈動(dòng)頻率；然后，動(dòng)量輪組裝并進(jìn)行跑 合運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)動(dòng)量輪整體在動(dòng)態(tài)下的時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)；最后，利用功率譜分析方法分析 動(dòng)量輪時(shí)域信號(hào)判斷動(dòng)量輪是否具有早期故障，根據(jù)動(dòng)量輪的頻域信號(hào)的譜峰變化是否出 現(xiàn)軸承的脈動(dòng)頻率或各零部件固有頻率判斷動(dòng)量輪的故障點(diǎn)。在分析動(dòng)量輪時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)時(shí)分以下幾種情況(1)、如果出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興0”和/或“連續(xù)譜的譜峰群”現(xiàn)象，即可基本判定 為動(dòng)量輪有早期故障；當(dāng)“連續(xù)譜的譜峰群”中的較大譜峰出現(xiàn)動(dòng)量輪某零部件的固有頻率時(shí)，可確定為該零部件不合格；(2)、在動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興0”和\或“連續(xù)譜的譜峰群” 現(xiàn)象，也沒(méi)有出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件固有頻率引起的較大譜峰時(shí)，可判定動(dòng)量輪合格，無(wú)早期故 障；(3)、在動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興0”和\或“連續(xù)譜的譜峰群” 現(xiàn)象，但出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件固有頻率引起的較大譜峰時(shí)，延長(zhǎng)跑合時(shí)間，如果固頻引起的較 大譜峰變大且時(shí)域信號(hào)變大，可判定為該零部件不合格，動(dòng)量輪出現(xiàn)早期故障；如果固頻引 起的較大譜峰和時(shí)域信號(hào)變小，再延長(zhǎng)跑合時(shí)間，如果固頻引起的較大譜峰和時(shí)域信號(hào)繼 續(xù)變小或穩(wěn)定，則判定為動(dòng)量輪無(wú)早期故障；(4)、當(dāng)頻域信號(hào)僅呈現(xiàn)動(dòng)量輪軸承的脈動(dòng)頻率引起的周期或擬周期信號(hào)，延長(zhǎng)跑 合試驗(yàn)時(shí)間，其時(shí)域信號(hào)不變或變好，而頻域信號(hào)的譜峰數(shù)減少，譜峰量級(jí)下降或不變，即 可判定動(dòng)量輪無(wú)早期故障，否則為不合格品。所述的動(dòng)量輪跑合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為240小時(shí)，每延長(zhǎng)一次跑合時(shí)間也為240小時(shí)，并且 需要對(duì)動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的兩種以上的轉(zhuǎn)速及兩個(gè)以上的頻段下的時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào) 進(jìn)行檢測(cè)。所述的兩種轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘和6000轉(zhuǎn)/分鐘；所述的兩個(gè)頻段為0 3906Hz 和 0 5088Hz ο在檢測(cè)動(dòng)量輪的時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)前，需對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行預(yù)跑合運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到初 始穩(wěn)定狀態(tài)。所述預(yù)跑合時(shí)間為240小時(shí)。在所述動(dòng)量輪各零部件的固有頻率通過(guò)力錘及傳感器測(cè)試系統(tǒng)采用寬帶瞬態(tài)激 勵(lì)法進(jìn)行測(cè)試并經(jīng)計(jì)算獲得。所述的傳感器為應(yīng)變片，應(yīng)變片連接有應(yīng)變儀，力錘連接有電荷放大器，應(yīng)變儀及 電荷放大器的信號(hào)同時(shí)經(jīng)低通抗混濾波器濾波，由信號(hào)采集儀采集后用DASP分析系統(tǒng)進(jìn) 行分析。所述的動(dòng)量輪各零部件采用硬泡沫支撐或彈性繩懸掛兩種固定方式，以模仿各零 部件的自由約束狀態(tài)。所述的動(dòng)量輪跑合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將加速度壓電傳感器安裝在動(dòng)量輪支撐軸頂端，接收 動(dòng)量輪的軸向響應(yīng)信號(hào)，電荷放大器將響應(yīng)信號(hào)放大，經(jīng)低通抗混濾波器濾波，由信號(hào)采集 儀采集動(dòng)量輪響應(yīng)信號(hào)，用DASP分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，其通過(guò)對(duì)動(dòng)量輪在不同運(yùn)行時(shí)間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行時(shí)域 及頻域分析，分析其頻譜特征和變化規(guī)律，結(jié)合動(dòng)量輪零部件動(dòng)態(tài)特性分析和軸承零件脈 動(dòng)頻率計(jì)算分析，分析譜峰產(chǎn)生及譜峰變化的原因，從而能夠更科學(xué)、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)動(dòng)量輪的 早期故障，特別是對(duì)故障原因進(jìn)行及時(shí)診斷和識(shí)別，一方面可以在對(duì)動(dòng)量輪的檢修中及時(shí) 采取有效補(bǔ)救措施，避免不必要的動(dòng)量輪報(bào)廢，另一方面可對(duì)動(dòng)量輪開(kāi)展故障模式分析等 研究，對(duì)動(dòng)量輪的故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位，提供更科學(xué)、準(zhǔn)確、有效的改進(jìn)措施，提高后續(xù)產(chǎn)品的可 靠性。本方法同時(shí)還可以應(yīng)用于其它的技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)各種轉(zhuǎn)動(dòng)體及軸承的早期故障進(jìn)行診 斷和識(shí)別，提高產(chǎn)品的可靠性、耐用性等綜合性能。


圖1是本發(fā)明中采用支撐方式測(cè)試動(dòng)量輪各部件固定頻率的系統(tǒng)框圖；圖2是本發(fā)明中采用懸吊方式測(cè)試動(dòng)量輪各部件固定頻率的系統(tǒng)框圖；圖3是本發(fā)明中動(dòng)量輪時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)的系統(tǒng)框圖；圖4是本發(fā)明中故障檢測(cè)及原因識(shí)別原理圖；圖5是本發(fā)明中合格產(chǎn)品的時(shí)域信號(hào)圖；圖6是本發(fā)明中合格產(chǎn)品的頻域信號(hào)圖；圖7是本發(fā)明中一種具有早期故障產(chǎn)品的時(shí)域信號(hào)圖；圖8是本發(fā)明中一種具有早期故障產(chǎn)品的頻域信號(hào)圖。
具體實(shí)施例方式動(dòng)量輪每個(gè)零部件的固有頻率對(duì)動(dòng)量輪的動(dòng)態(tài)特性起著重要的作用，所以測(cè)試每 個(gè)零部件的固有頻率是動(dòng)量輪早期故障的診斷識(shí)別的首要工作，其中又以軸承保持架的動(dòng) 態(tài)特性最為重要。本實(shí)施例中，各零部件的固有頻率采用力錘法進(jìn)行測(cè)試，如圖1、圖2所 示，圖中，1為應(yīng)變片、2為力錘、3為硬泡沫、4為彈性繩。在進(jìn)行各零部件的固定頻率測(cè)試 中，為排除支撐剛體模態(tài)的固有頻率以盡量保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，測(cè)試中根據(jù)動(dòng)量輪中 各零部件的實(shí)際安裝工況，分別采用硬泡沫3支撐或彈性繩4懸吊方式，以盡可能的模仿 各零部件的自由約束狀態(tài)；為了避免傳感器附加質(zhì)量引起的測(cè)試誤差采用應(yīng)變片1、動(dòng)態(tài) 應(yīng)變儀接收響應(yīng)信號(hào)；測(cè)試中，力錘采用寬帶瞬態(tài)激勵(lì)法或者叫脈沖激勵(lì)法敲擊待試零部 件，經(jīng)電荷放大器放大的力錘數(shù)據(jù)信號(hào)及經(jīng)寬帶應(yīng)變儀接收到的應(yīng)變片的感應(yīng)信號(hào)(響應(yīng) 信號(hào))同時(shí)經(jīng)低通抗混濾波器濾波后輸入到信號(hào)采集儀中，信號(hào)采集儀采集到的信號(hào)通過(guò) DASP(數(shù)據(jù)采集信號(hào)處理)分析系統(tǒng)輸入到計(jì)算機(jī)中，用功率譜、傳遞函數(shù)分析響應(yīng)信號(hào)， 用相干函數(shù)對(duì)傳遞函數(shù)分析結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)ANSYS軟件對(duì)各零部件進(jìn)行模態(tài)分析計(jì)算 出各零部件的固有頻率。試驗(yàn)中，為保證測(cè)量結(jié)果的可信度，每個(gè)零部件用同一種方法重復(fù)多次測(cè)試，結(jié)果 的重復(fù)性很好，最大的重復(fù)性誤差小于3%。在動(dòng)量輪中，軸承的振動(dòng)對(duì)動(dòng)量輪中的飛輪體振動(dòng)響應(yīng)的影響最大。軸承振動(dòng)的 本質(zhì)是由接觸副中的激勵(lì)引起的，因此影響接觸副接觸特性的因素都會(huì)對(duì)軸承的振動(dòng)特性 產(chǎn)生影響。軸承零部件的缺陷在運(yùn)動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生低頻脈動(dòng)，脈動(dòng)激起的振動(dòng)可展為漸進(jìn)的無(wú) 窮簡(jiǎn)諧級(jí)數(shù)，其基頻即為脈動(dòng)頻率，因而需要對(duì)軸承上各零部件的脈動(dòng)頻率進(jìn)行計(jì)算。在測(cè)試動(dòng)量輪動(dòng)態(tài)下的時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)時(shí)，如圖3所示，動(dòng)量輪轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在 基座上，穩(wěn)壓電源為直流電壓調(diào)速儀為動(dòng)量輪提供穩(wěn)定電壓，驅(qū)動(dòng)動(dòng)量輪的飛輪體轉(zhuǎn)動(dòng)。加 速度壓電傳感器安裝在飛輪體支撐軸的頂端，接收飛輪體的軸向響應(yīng)信，電荷放大器將響 應(yīng)信號(hào)放大，經(jīng)低通抗混濾波器濾波，由信號(hào)采集儀采集飛輪響應(yīng)信號(hào)，用DASP分析系統(tǒng) 進(jìn)行分析。頻域分析指的是信號(hào)分析后得到幅值和頻率之間關(guān)系的分析，其基礎(chǔ)是頻譜分 析，即分析動(dòng)態(tài)信號(hào)的幅值、相位、功率和能量隨頻率的分布關(guān)系。而故障在發(fā)生和發(fā)展時(shí) 都會(huì)引起頻率結(jié)構(gòu)的變化，因此頻譜分析方法是機(jī)械故障診斷中用得最廣泛的信號(hào)處理方 法之一。頻譜分析方法主要包括FFT分析即快速傅立葉變換分析、功率譜分析、倒頻譜分析等。其中，功率譜是在頻率域內(nèi)描述隨機(jī)振動(dòng)特征的量。功率譜反映了信號(hào)中各諧波分量 的能量，可用它檢測(cè)隨機(jī)信號(hào)中的周期信號(hào)。因而本發(fā)明中試驗(yàn)分析以功率譜分析為主。試 驗(yàn)分析時(shí)對(duì)不同時(shí)間、轉(zhuǎn)速進(jìn)行每個(gè)頻段逐點(diǎn)分析。在本實(shí)施例中，首先對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行240 小時(shí)的預(yù)跑合運(yùn)轉(zhuǎn)，使飛輪及軸承單元達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，然后 根據(jù)實(shí)際情況在運(yùn)轉(zhuǎn)240小時(shí)、480小時(shí)、720小時(shí)、960小時(shí)四個(gè)時(shí)間點(diǎn)和3000轉(zhuǎn)/分鐘、 6000轉(zhuǎn)/分鐘兩個(gè)轉(zhuǎn)速下對(duì)飛輪分別進(jìn)行時(shí)域和頻域信號(hào)測(cè)試，主要分析0 3906Hz和 0 5088Hz兩個(gè)頻段中的時(shí)域和頻域信號(hào)，每個(gè)分段頻段采四個(gè)測(cè)點(diǎn)。一般地，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)如圖4所示，分4種定常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)平衡、周期運(yùn)動(dòng)、擬周 期運(yùn)動(dòng)和混沌。在實(shí)際測(cè)試時(shí)，分以下幾種狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)量輪早期故障分析及故障的原因識(shí) 別①、如果出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興0”和\或“連續(xù)譜的譜峰群”現(xiàn)象，即可基本判定 為動(dòng)量輪有早期故障；當(dāng)“連續(xù)譜的譜峰群”中的較大譜峰出現(xiàn)動(dòng)量輪某零部件的固有頻率 時(shí)，可確定為該零部件不合格；②、在動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興0”和\或“連續(xù)譜的譜峰群” 現(xiàn)象，也沒(méi)有出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件固有頻率引起的較大譜峰時(shí)，可判定動(dòng)量輪合格，無(wú)早期故 障；③、在動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興0”和\或“連續(xù)譜的譜峰群” 現(xiàn)象，但出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件固有頻率引起的較大譜峰時(shí)，延長(zhǎng)跑合時(shí)間，如果固頻引起的較 大譜峰變大且時(shí)域信號(hào)變大，可判定為該零部件不合格，動(dòng)量輪出現(xiàn)早期故障；如果固頻引 起的較大譜峰和時(shí)域信號(hào)變小，再延長(zhǎng)跑合時(shí)間，如果固頻引起的較大譜峰和時(shí)域信號(hào)繼 續(xù)變小或穩(wěn)定，則判定為動(dòng)量輪無(wú)早期故障；④、當(dāng)頻域信號(hào)僅呈現(xiàn)動(dòng)量輪軸承的脈動(dòng)頻率引起的周期或擬周期信號(hào)，延長(zhǎng)跑 合試驗(yàn)時(shí)間，其時(shí)域信號(hào)不變或變好，而頻域信號(hào)的譜峰數(shù)減少，譜峰量級(jí)下降或不變，即 可判定動(dòng)量輪無(wú)早期故障，否則為不合格品。在具體實(shí)施中，對(duì)8臺(tái)動(dòng)量輪進(jìn)行測(cè)試時(shí)，如圖5所示，其中7臺(tái)動(dòng)量輪的時(shí)域信 號(hào)較小，幅值為30左右；如圖6所示，其頻域信號(hào)為離散譜，且沒(méi)有出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件的固 有頻率，特別是保持架固有頻率引起的較大譜峰，表明7臺(tái)飛輪始終運(yùn)行平穩(wěn)。但其中1臺(tái) 在跑合240小時(shí)診斷時(shí)飛輪的時(shí)域信號(hào)很大，如圖7所示，其幅值為256 ；頻域信號(hào)如圖8 所示其基礎(chǔ)譜不為0，并出現(xiàn)連續(xù)譜峰現(xiàn)象，其中的一處較大譜峰出現(xiàn)軸承保持架的固有頻 率，即判斷該動(dòng)量輪具有早期故障，其故障點(diǎn)為軸承保持架。將該動(dòng)量輪分解后，經(jīng)驗(yàn)證故 障原因?yàn)檩S承保持架運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，產(chǎn)生早期過(guò)度磨損。其他動(dòng)量輪經(jīng)各項(xiàng)性能試驗(yàn)和壽命 考核其可靠度達(dá)99. 49 %，遠(yuǎn)大于現(xiàn)有規(guī)定的98 %，取得了良好的應(yīng)用效果。 由于故障在發(fā)生和發(fā)展時(shí)都會(huì)引起頻率結(jié)構(gòu)的變化，本發(fā)明通過(guò)對(duì)動(dòng)量輪在不同 運(yùn)行時(shí)間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析，分析其頻譜特征和變化規(guī)律，結(jié)合動(dòng)量輪零 部件動(dòng)態(tài)特性分析和軸承零件脈動(dòng)頻率計(jì)算分析，分析譜峰產(chǎn)生及譜峰變化的原因，從而 可以準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行早期故障診斷分析。本發(fā)明提供了更科學(xué)、準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)量輪的早 期故障進(jìn)行識(shí)別的方法，特別是對(duì)故障原因進(jìn)行及時(shí)診斷，一方面可及時(shí)采取有效不救措 施，避免不必要的動(dòng)量輪報(bào)廢，另一方面可對(duì)故障準(zhǔn)確定位，采取有效改進(jìn)措施，有效的提 高動(dòng)量輪的可靠性。
本發(fā)明不僅可以對(duì)動(dòng)量輪的早期故障進(jìn)行診斷識(shí)別，同時(shí)，還可以用于檢測(cè)其它軸承零件或轉(zhuǎn)動(dòng)體的早期故障的診斷，分析故障原因，對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量有很大的幫助。
權(quán)利要求
動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，首先，檢測(cè)計(jì)算得出靜態(tài)下動(dòng)量輪中各零部件的固有頻率與動(dòng)量輪軸承的脈動(dòng)頻率；然后，動(dòng)量輪組裝并進(jìn)行跑合運(yùn)轉(zhuǎn)，檢測(cè)動(dòng)量輪整體在動(dòng)態(tài)下的時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)；最后，利用功率譜分析方法分析動(dòng)量輪時(shí)域信號(hào)判斷動(dòng)量輪是否具有早期故障，根據(jù)動(dòng)量輪的頻域信號(hào)的譜峰變化是否出現(xiàn)軸承的脈動(dòng)頻率或各零部件固有頻率判斷動(dòng)量輪的故障點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，在分析動(dòng) 量輪時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)時(shí)分以下幾種情況(1)、如果出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興O”和/或“連續(xù)譜的譜峰群”現(xiàn)象，即可基本判定為動(dòng) 量輪有早期故障；當(dāng)“連續(xù)譜的譜峰群”中的較大譜峰出現(xiàn)動(dòng)量輪某零部件的固有頻率時(shí)， 可確定為該零部件不合格；(2)、在動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興O”和/或“連續(xù)譜的譜峰群，，現(xiàn) 象，也沒(méi)有出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件固有頻率引起的較大譜峰時(shí)，可判定動(dòng)量輪合格，無(wú)早期故 障；(3)、在動(dòng)量輪運(yùn)轉(zhuǎn)期間內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)明顯的“基礎(chǔ)譜興O”和/或“連續(xù)譜的譜峰群”現(xiàn) 象，但出現(xiàn)動(dòng)量輪零部件固有頻率引起的較大譜峰時(shí)，延長(zhǎng)跑合時(shí)間，如果固頻引起的較大 譜峰變大且時(shí)域信號(hào)變大，可判定為該零部件不合格，動(dòng)量輪出現(xiàn)早期故障；如果固頻引起 的較大譜峰和時(shí)域信號(hào)變小，再延長(zhǎng)跑合時(shí)間，如果固頻引起的較大譜峰和時(shí)域信號(hào)繼續(xù) 變小或穩(wěn)定，則判定為動(dòng)量輪無(wú)早期故障；(4)、當(dāng)頻域信號(hào)僅呈現(xiàn)動(dòng)量輪軸承的脈動(dòng)頻率引起的周期或擬周期信號(hào)，延長(zhǎng)跑合試 驗(yàn)時(shí)間，其時(shí)域信號(hào)不變或變好，而頻域信號(hào)的譜峰數(shù)減少，譜峰量級(jí)下降或不變，即可判 定動(dòng)量輪無(wú)早期故障，否則為不合格品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，所述的 動(dòng)量輪跑合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為240小時(shí)，每延長(zhǎng)一次跑合時(shí)間也為240小時(shí)，并且需要對(duì)動(dòng)量輪運(yùn) 轉(zhuǎn)過(guò)程中的兩種以上的轉(zhuǎn)速及兩個(gè)以上的頻段下的時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，所述的兩 種轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘和6000轉(zhuǎn)/分鐘；所述的兩個(gè)頻段為0 3906Hz和0 5088Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，在檢測(cè) 動(dòng)量輪的時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)前，需對(duì)動(dòng)量輪進(jìn)行預(yù)跑合運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)到初始穩(wěn)定狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，所述預(yù)跑 合時(shí)間為240小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，在所述動(dòng) 量輪各零部件的固有頻率通過(guò)力錘及傳感器測(cè)試系統(tǒng)采用寬帶瞬態(tài)激勵(lì)法進(jìn)行測(cè)試并經(jīng) 計(jì)算獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，所述的傳 感器為應(yīng)變片，應(yīng)變片連接有應(yīng)變儀，力錘連接有電荷放大器，應(yīng)變儀及電荷放大器的信號(hào) 同時(shí)經(jīng)低通抗混濾波器濾波，由信號(hào)采集儀采集后用DASP分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，所述的動(dòng) 量輪各零部件采用硬泡沫支撐或彈性繩懸掛兩種固定方式，以模仿各零部件的自由約束狀 態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)量輪早期故障頻譜診斷識(shí)別方法，其特征在于，所述的動(dòng) 量輪跑合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將加速度壓電傳感器安裝在動(dòng)量輪支撐軸頂端，接收動(dòng)量輪的軸向響應(yīng) 信號(hào)，電荷放大器將響應(yīng)信號(hào)放大，經(jīng)低通抗混濾波器濾波，由信號(hào)采集儀采集動(dòng)量輪響應(yīng) 信號(hào)，用DASP分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)對(duì)動(dòng)量輪在不同運(yùn)行時(shí)間的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行時(shí)域及頻域分析，分析其頻譜特征和變化規(guī)律，結(jié)合動(dòng)量輪零部件動(dòng)態(tài)特性分析和軸承零件脈動(dòng)頻率計(jì)算分析，分析譜峰產(chǎn)生及譜峰變化的原因，從而能夠更科學(xué)、準(zhǔn)確地對(duì)動(dòng)量輪的早期故障進(jìn)行識(shí)別，特別是對(duì)故障原因進(jìn)行及時(shí)診斷，一方面可及時(shí)采取有效補(bǔ)救措施，避免不必要的動(dòng)量輪報(bào)廢，另一方面可對(duì)動(dòng)量輪開(kāi)展故障模式分析等研究，對(duì)動(dòng)量輪的故障點(diǎn)準(zhǔn)確定位，提供更科學(xué)、準(zhǔn)確、有效的改進(jìn)措施，提高后續(xù)產(chǎn)品的可靠性。
文檔編號(hào)G01H1/00GK101813560SQ200910311570
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者李建華 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)軸研科技股份有限公司