防爆泵齿轮泵等螺旋活塞泵的共振解调分析

2014/1/15 9:00:11      点击:

在滚动轴承防爆泵、齿轮泵等双转子螺旋活塞泵部件的故障诊断中,共振解调分析是一种常用的方法。
该方法一般对信号中由冲击力引起的共振波形的包络线进行频谱分析。
共振解调分析诊断防爆泵轴承、齿轮损伤类故障的原理如下:当轴承某一零部件表面出现局部损伤时,在负载运行过程中要与其它零部件发生碰撞,产生冲击脉冲力,冲击脉冲力可以在很宽的频律范围内激发引起轴承外圈.传感器系统的高频固有振动。根据实际情况。通过带通滤波方法,将该固有高频振动分离出来。然后对这个分离出来的信号进行包络线计算,得到只包含故障特征信息的低频包络信号,再对这个包络信号进行频谱分析就可以很容易地诊断出轴承的故障,这个包络线的频谱就是共振解调谱。
共振解调的一般步骤为:对振动信号进行采集,确定信号中的共振频率,以该共振频率为中心进行合适带宽的带通滤波,对滤波后的信号进行包络线计算(通常使用Hilbea变换),得到共振信号的包络线,然后对包络线进行频谱分析,得到共振解调谱。
由于包络线的频率一般较低,在进行频谱分析时可以再进行细化分析。
图1为共振解调分析法主界面。我们以一防爆泵实例来介绍共振解调分析法的应用。

          图1 共振解调分析法主界面

滚动轴承防爆泵故障数据,其波形及其频谱如图1所示。从其波形可以看到明显的周期性冲击,其频谱集中在几个频带,尤其在高频2300Hz左右能量最集中。一般存在这么高的频率是由共振所引起,但不能确定究竟为何种故障。根据频谱图对该信号的2100Hz~2600Hz高频段进行共振解调分析如图2所示,该图中的下面两个图分别为其包络时域波形及其共振解调谱。包络线时域波形呈现明显的周期性冲击特征。对其共振解调谱进行放大如图3所示,可以看出解调谱为10Hz的倍频,而10Hz正为防爆泵的轴承外圈故障特征频率。由此可以判断为轴承外圈故障。

              图2 共振解调对比图                               图3共振解调谱放大图


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