采用聲發(fā)射技術(shù)對貨車輪對軸承故障進(jìn)行診斷

姜誠君 李孟源 楊黎明

摘自《地鐵車輛》

摘 要：在相同工況下采用聲發(fā)射(AE)技術(shù)對352226X2—2Z型鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障信息進(jìn)行了采集與處理試驗(yàn)結(jié)果表明，將AE診斷法用于檢測鐵路貨車滾動(dòng)軸承故障具有一定的可行性。

鐵路貨車輪對軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)直接關(guān)系著車輛的安全行駛。因此，滾動(dòng)軸承的狀態(tài)檢測一直是車輛段安全檢測的重要內(nèi)容。目前，國內(nèi)普遍采用共振解調(diào)等振動(dòng)法診斷軸承故障。實(shí)踐表明，現(xiàn)有的解調(diào)分析方法存在某些局限性，采用這種技術(shù)原理研制的診斷系統(tǒng)對某些故障的診斷準(zhǔn)確性較差。筆者在貨車輪對軸承故障診斷課題的前期研究中亦采用了振動(dòng)法，且已進(jìn)入現(xiàn)場試驗(yàn)階段。但現(xiàn)場試驗(yàn)中整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)和電控系統(tǒng)較復(fù)雜，成本高，同時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)易造成過載，系統(tǒng)泄漏的電荷對診斷結(jié)果有很大影響，從而造成誤診。因此，提出采用聲發(fā)射技術(shù)對軸承的故障進(jìn)行檢測。
1 軸承聲發(fā)射診斷技術(shù)
聲發(fā)射,是材料變形或破壞時(shí)儲(chǔ)存的應(yīng)變能釋放產(chǎn)生彈性波的現(xiàn)象。根據(jù)對聲發(fā)射傳感器采集輸出的電信號(hào)進(jìn)行分析，可對聲發(fā)射源做出正確的解釋。
聲發(fā)射(AE)傳感器與傳統(tǒng)的振動(dòng)加速度傳感器相比具有更多的潛在優(yōu)勢l¨。AE傳感器不受結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)振動(dòng)噪聲的影響，可以獲取一系列的由軸承故障處產(chǎn)生的瞬時(shí)能量脈沖。因此，AE傳感器特別適合于軸承的故障診斷·引。為了明確檢出A真的特征，一般進(jìn)行以下測：(1)頻譜分析；(2)記數(shù)法；(3)有效值；(4)振幅分布等。其中，記數(shù)法、有效值和振幅分布為時(shí)域分析，具有一定的缺點(diǎn)。考慮到能量在聲發(fā)射研究中的重要性，提出對聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。
2 貨車352226X2—22型滾動(dòng)軸承故障特征頻率的理論估計(jì)
由于軸承損傷將以一定的軸承特征頻率來“震響”AI傳感器，可以以此為基礎(chǔ)對軸承故障信號(hào)進(jìn)行處理。當(dāng)軸承出現(xiàn)損傷時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不同的損傷部位會(huì)有其不同的特征頻率。