[发明专利]一种诊断轴承轴向擦伤和扩展故障及减少该故障的方法

摘要

一种诊断轴承轴向擦伤和扩展故障及减少该故障的方法，针对轴承的外环和内环，实现是否存在均布轴向擦伤、擦伤扩展为剥离、擦伤引发断裂的深层次诊断，从而可以对仅出现均布擦伤但尚未扩展到剥离或断裂者，实现利用其剩余寿命的继续使用，而在出现擦伤扩展为剥离或断裂时立即更新轴承。达到既能充分利用擦伤轴承的剩余寿命、提高经济效益，又能及时识别、更新故障扩展轴承，防止引发事故，并指导合理选择替换轴承，防止均布擦伤及后续故障频繁发生，提高装备可靠性的目标。

主权项

1.一种诊断轴承轴向擦伤和扩展故障的方法，使用检测故障冲击的传感器和与之连接的相应检测仪器，对于内环转动、外环固定的轴承，利用现有广义共振/共振解调方法和现有转速跟踪检测方法检测内环转动、外环固定的轴承的故障冲击信号，并在转轴的每一个转动周期对信号进行I次均匀采样，获得故障冲击信号样本S0(i)，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将故障冲击信号样本S0(i)滤波得到长度为包含S0(i)中最大N个故障冲击周期的冲击信号S(i)，整数N的取值为INT(S0(i)样本的长度/故障冲击的理论周期长度)；求取S(i)波形的极大值信号SJ(i)，求SJ(i)的最大值MAX_SJ，求SJ(i)的峰值平均值MEAN_SJ；计算内环单故障所引起的相邻内环故障冲击的理论周期L_nei＝INT(I*2*D0/(D0+d)/Z)及外环单故障所引起的相邻外环故障冲击的理论周期L_wai＝INT(I*2*D0/(D0‑d)/Z)，式中，D0为轴承的公称中径，d为滚子公称直径，Z为滚子个数，INT为四舍五入函数，I为采样系数，定义为转子每转一周的均匀采样次数；步骤2，求SJ(i)中大于0.3*MAX_SJ的故障冲击个数N1；测量N1逐个波的相互间距B1，若所有B1满足0.1>＝B1/L_nei‑INT(B1/L_nei)>＝‑0.1，则置信度X1＝1，否则X1＝0；式中INT为四舍五入函数；步骤3，求SJ(i)中大于0.8*MAX_SJ的故障冲击个数N2；测量N2逐个波的相互间距B2，若所有B2满足0.1>＝B2/L_nei‑INT(B2/L_nei)>＝‑0.1，则置信度X2＝1，否则X2＝0，式中INT为四舍五入函数；步骤4，若N1/N<1/5且X1＝1则诊断为内环单处故障；若1/5<N1/N<1/2且X1＝1则诊断为内环局部擦伤；若N1/N>1/2且X1＝1则诊断为内环均布擦伤；若N2/N<1/8且X2＝1以及MAX_SJ/MEAN_SJ>1.6则诊断为内环单处扩展至断裂；步骤5，求SJ(i)中大于1.5*MEAN_SJ的故障冲击个数N3；测量N3逐个波的相互间距B3，若所有B3满足相邻两个的和等于L_wai，则诊断为外环剥离，宽度为WB＝B3/I*Cbw；若所有B3均不满足相邻两个的和等于L_wai，若所有B3满足相邻两个的和等于L_nei，则诊断为内环剥离，宽度为WB＝B3/I*Cbn；若所有B3均不满足相邻两个的和等于L_nei，则按步骤4分类；式中，I为采样系数，定义为转子每转一周的均匀采样次数，Cbw为转子转一周的过程中轴承的保持架相对外环的移动距离，Cbw＝(D0‑d)/(2D0)*Cwai，Cbn为转子转一周的过程中内环相对轴承的保持架的移动距离，Cbn＝[1‑(D0‑d)/(2D0)]*Cnei＝(D0+d)/(2D0)*Cnei，Cwai为外环滚道周长，Cwai＝(D0+d)*π，Cnei为内环滚道周长，Cnei＝(D0‑d)*π。