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1、實(shí)驗(yàn)臺(tái)軸承故障診斷王沖鄭先華張碩程曉旭魏俊楠閆澤宇實(shí)驗(yàn)參數(shù)?采樣頻率16384；數(shù)據(jù)長(zhǎng)度16380；?滾動(dòng)軸承型號(hào)6207；壓力角α=0；中徑D=53.5mm；?轉(zhuǎn)速N=1450r/min；滾動(dòng)體個(gè)數(shù)Z=9要求?(1)確定軸承故障類型；?(2)擬合出軸承劣化的趨勢(shì)方程?(3)以峭度指標(biāo)等于10作為報(bào)警線，計(jì)算出軸承的剩余壽命計(jì)算特征頻率1450?轉(zhuǎn)頻：fr??24.2Hz60?外圈故障頻率：f0?0.4?Z?fr?87Hz?內(nèi)圈故障頻率：fi?0.6?Z?fr?130.5Hz?保持架故障頻率：f?0.381~0.4?f?9.2
2、~9.7Hzcr?滾動(dòng)體故障頻率：f?0.23?Z?f?50Hzbr確定軸承的故障類型判斷有無(wú)故障和故障類型幅域分析是否存在沖擊，確定故障類型時(shí)域分析頻域分析自由能量的變化?高頻分析尋找故障頻率及其諧波?低頻分析在低頻段尋找故障頻率及其諧波?共振解調(diào)分析幅域分析n12xrms??xi振幅診斷法ni?1次數(shù)（N）0123456789有效值0.2272.5813.2913.2973.4335.6806.9896.7493.27713.2116（Xrms）44028330x?max(x)pi次數(shù)（N）0123456789峰值0.58
3、815.2715.75218.9818.50216.7320.3930.4941.3941.77（Xp）17454607541787945通過(guò)與第0組正常軸承有效值的對(duì)比，可知軸承存在故障。由兩表對(duì)比，信號(hào)對(duì)峰值比較敏感，變化較大，猜測(cè)故障類型為點(diǎn)蝕，而非磨損。幅域分析X波形指標(biāo)?PX均次數(shù)（N）0123456789波形指標(biāo)3.15657.66996.41037.41708.07226.93258.24827.40728.85988.7496Xp/X均由上表可得波形指標(biāo)的值比較大，進(jìn)一步證明故障為點(diǎn)蝕的猜測(cè)。通過(guò)與第0組正常軸
4、承特征值的對(duì)比，可知軸承故障越來(lái)越嚴(yán)重。時(shí)域分析時(shí)域圖：第0組第1組第2組第3組時(shí)域分析第4組第5組第6組第7組時(shí)域分析第8組第9組可以看到，時(shí)域圖為沖擊脈沖，無(wú)明顯的幅值調(diào)制現(xiàn)象，所以初步判定故障類型為點(diǎn)蝕。此外沖擊幅值不斷增大，說(shuō)明從0～9故障依次加重。時(shí)域分析--數(shù)沖擊的個(gè)數(shù)第9組局部放大圖（0至0.1s）8至9個(gè)沖擊時(shí)域分析由上圖可知：在0～0.1秒的時(shí)間內(nèi)，可以數(shù)出沖擊個(gè)數(shù)為8～9個(gè)，所以在1秒中沖擊的個(gè)數(shù)應(yīng)該在80～90，即故障頻率為80～90Hz，與軸承外圈故障頻率87Hz基本吻合，所以初步判定故障出現(xiàn)在外圈上。
5、頻域分析注意自由能量的變化--高頻分析第0組第1組第2組第3組頻域分析第4組第5組第6組第7組第8組第9組頻域分析--高頻分析通過(guò)高頻分析，可知自由能量不斷加大，幅值增大，同樣說(shuō)明軸承故障越來(lái)越嚴(yán)重。但是沖擊激起了系統(tǒng)的固有頻率，產(chǎn)生共振現(xiàn)象，使故障頻率引起的振動(dòng)不明顯，需做共振解調(diào)，進(jìn)一步分析故障原因。頻域分析注意故障頻率及其諧波--低頻分析的幅值變化第0組第1組第2組第3組頻域分析第4組第5組第6組第7組頻域分析第8組第9組在低頻分析中，故障頻率引起的振幅并不明顯。但發(fā)現(xiàn)外圈故障頻率的倍頻成分比較突出，所以推斷故障出現(xiàn)在軸
6、承外圈上。頻域分析--共振解調(diào)第0組第1組頻域分析第2組第3組第4組頻域分析第5組第6組第7組頻域分析第8組第9組頻域分析通過(guò)對(duì)各組的共振解調(diào)分析，可發(fā)現(xiàn)各組的故障頻率為87.02HZ，因此軸承外圈故障頻率十分突出，并且其倍頻也很明顯，從而可以確認(rèn)故障出現(xiàn)在外圈上，此外第1～9組信號(hào)的故障頻率及其諧波的的幅值依次變大，說(shuō)明故障依次加重評(píng)價(jià)故障的嚴(yán)重程度--通頻值的計(jì)算通頻值：共振解調(diào)后獲得的多倍故障頻率的幅值的加和次數(shù)0123456789（N）通頻值——0.643.001.251.671.861.323.739.256.950
7、61574430877811654評(píng)價(jià)故障的嚴(yán)重程度由圖可知，通頻值反應(yīng)故障的嚴(yán)重程度，通頻值增大表明故障越來(lái)越嚴(yán)重。軸承劣化趨勢(shì)方程——峭度指標(biāo)計(jì)算n?14峭度指標(biāo)：KV?4其中???xixrmsNi?1N12xrms??xiNi?1次數(shù)012345678（N）峭度2.3894.1624.7784.1295.8266.0935.9035.3306.499指標(biāo)370769968（kv）軸承劣化趨勢(shì)方程——最小二乘法擬合成一次方程報(bào)警值y?3.4846?0.3717x軸承剩余壽命：N=17.53-9=8.53軸承劣化趨勢(shì)方程——
8、最小二乘法擬合成二次方程（不合理）報(bào)警值2y?2.8717?0.8313x?0.0511x軸承劣化趨勢(shì)方程——最小二乘法擬合成三次方程報(bào)警值23y?2.5750?1.3742x?0.21x?0.0118x軸承剩余壽命：N=12.55-9=3.55軸承劣化趨勢(shì)方程——最小二乘法
