机械故障诊断技术论文-基于Hilbert解调法的振动信号齿轮诊断方法.doc

基于Hilbert解调法的振动信号齿轮诊断方法 机械1101 3110301000 ××× 摘要：振动诊断技术是目前机械故障诊断中最常用的诊断方法，它是通过测量机械外部振动来判断机械内部故障的一种方法。本文将详细阐述基于Hilbert解调法的振动信号齿轮诊断方法，通过对Hilbert解调法基本原理的介绍，引出此方法在齿轮故障诊断中的应用，然后再通过具体工程实例来加以说明解释。文章的最后将得出结论：此方法能够有效地判断齿轮故障部位，以便立刻做出决策来消除故障。 关键词：Hilbert解调，振动信号，齿轮故障诊断 Gear fault diagnosis method based on Hilbert demodulation for vibration signals Abstract: The technology of vibration diagnosis is one of the most adopted diagnostic methods in mechanical fault diagnoses. The way of judging the machinery internal fault is done by measuring the machinery external vibration. In this paper, I will elaborate on gear fault diagnosis method based on Hilbert demodulation for vibration signals. On the basis of introducing the basic principle of Hilbert demodulation, the application of this method in gear fault diagnosis will be proposed. After understanding that, a specific example will be investigated for further understanding. In the end of the article, the conclusion will be drawn: this method can judge the positions of the gear fault efficiently, in order to make a decision immediately to eliminate the fault. Keywords: Hilbert demodulation, vibration signals, gear fault diagnosis. 0引言 机械故障诊断过程本质上是一个故障模式识别的过程[1]，针对某一个具体的机械故障诊断问题，选择不同的模式识别方法，其分类精度和准确性可能会有较大的差异[2,3]。对于不同类型的故障以及故障在不同机械上的存在，我们应该选择合适的方法对其进行诊断，以保证高的分类精度和准确性。在不同的机械零件中，齿轮是最普遍的一种零件之一；齿轮传动又是机械设备中最常用的传动方式。齿轮失效又是诱发机器故障的重要因素[4]。因此，对齿轮的故障诊断就显得尤为重要。在机械故障诊断学上，齿轮故障诊断的方法有很多，如振动诊断、扭振分析、噪声分析、声发射、油样分析、温度及能耗检测等[5]。这些方法大致可以分为两大类：一类是通过对齿轮运行中的动态信号的处理分析来判断振动、噪声信号。另一类是根据摩擦磨损理论，通过研究分析齿轮箱的温度和润滑油中的磨屑状态来诊断齿轮的状况。由于第一类方法具有便于记录、处理和不易受干扰等优点而被广泛采用。而对于用传感器、放大器及其他测量仪器所得到的振动信号，又存在着不同的分析和处理办法（其目的在于提取信号中的故障特征信息，从而诊断出齿轮的故障类型）。选择最为合适的一种处理办法，不仅能够快速地诊断出故障部位，而且还具有非常高的准确率。 齿轮的局部故障（如疲劳点蚀、剥落等）通常由幅值调制和频率调制的形式表现出来，其结果反映在频域上即为边频带成分。由于在测量中影响边频带成分的因素比较多，往往给频域分析带来困难。因此，我们此时需采用解调方法，从齿轮振动的时域信号中直接提取调制信号，并分析调制函数与齿轮故障的变化关系，以便找到齿轮故障根源及其严重程度进而找出相应的解决措施[6]。由于齿轮的局部故障通常由幅值调制和频率调制的形式表现出来，但在测量信号中影响边频带成分的因素较多，而Hilbert解调法又能够从齿轮振动的时域信号中直接提取调制信号。因此，可以将Hilbert解调法运用在初论故障诊断上。 本文将采用基于Hil