一種基于滾動軸承的分段故障檢測的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于機械結構故障診斷領域，具體涉及一種滾動軸承在線故障診斷中的分段檢測的一種方法。
【背景技術】
[0002]滾動軸承作為旋轉機械的支撐部件扮演著非常重要的作用，據統(tǒng)計旋轉機械發(fā)生的故障30%是由滾動軸承的故障引起的，由于滾動軸承的故障而造成的經濟損失不可計數，因此，滾動軸承的故障診斷在我國越來越引起人們的關注。滾動軸承的在線診斷通過對軸承的運轉狀態(tài)的監(jiān)測，可以很好的預防避免了設備由于滾動軸承故障而引起的損失。國內外的基于滾動軸承的在線狀態(tài)檢測主要包括:①離線定期檢測方式②在線監(jiān)測離線分析方式③自動在線檢測方式。自動在線檢測方式可以實現對監(jiān)測數據的分析，通過與專家經驗和一些標準對比可以實現自動報警。但是，如果采取連續(xù)的在線監(jiān)測會使采集到的滾動軸承的信息非常大，這些數據占用的內存空間非常大，不利于數據的存儲和傳輸。一般的無損數據壓縮技術的壓縮率僅為1/2?1/5，滿足不了對數據進行存儲和傳輸的要求。對滾動軸承狀態(tài)的連續(xù)檢測的成本非常高，對于一些收益比較小的工廠連續(xù)監(jiān)測也可能無法實施。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明主要是解決滾動軸承在線監(jiān)測診斷的數據非常大，存儲這些檢測的歷史數據需要的內存非常大，一般設備滿足不了對于這些歷史數據的存儲及傳輸困難的問題和連續(xù)監(jiān)測診斷所需的成本較高的難題。
[0004]本發(fā)明為解決這種難題所提出一種基于滾動軸承故障監(jiān)測的間歇式檢測的方法，具體技術方案如下:
[0005]基于滾動軸承出現故是一個逐步積累的過程，提出把滾動軸承的整個壽命根據出現故障的可能性的大小分為四個階段，并且把每個階段根據專家經驗或工人師傅的經驗分為若干狀態(tài)。這四個階段包括:基本不可能發(fā)生故障、發(fā)生故障概率非常小、發(fā)生故障的可能性稍大和可能發(fā)生故障比較大。這里只在最后一個階段對軸承進行連續(xù)狀態(tài)檢測，而其它三個階段發(fā)生故障可能性大小并結合經驗，確定每個階段檢測的時間間隔，這里很明顯這三個階段的時間間隔依次減小。
[0006]在自動在線監(jiān)測方式中，檢測到的信號包含豐富的故障信息，通過分析采集到的振動特征水平來判斷軸承產生故障的可能的大小。比如，當滾動軸承處于第一階段時，通過分析檢測到的振動水平，如果軸承的振動水平增大則等到狀態(tài)轉換時自動進入下一個階段檢測，以減小檢測時間間隔。每個階段又分為幾個狀態(tài)，這些軸承狀態(tài)更加精確的描述軸承出現故障的可能性并且方便不同狀態(tài)的轉換。另外，該系統(tǒng)還包含返回上一階段的流程，以防由于外界因素等導致軸承振動水平的突然變化而引起的進入下一階段，造成檢測周次變小。
[0007]本發(fā)明和已有的技術相比產生的有益效果是:本方法采用自動跳轉的間歇式故障檢測，狀態(tài)的跳轉不是只往下一個狀態(tài)跳轉，而且包含了由下一個狀態(tài)轉為上一個狀態(tài)，排除了由于偶然因素引起的狀態(tài)轉移，節(jié)省了內存空間和解決了由于數據過大而傳輸困難。另外，間歇式故障診斷也很大程度上避免了資源浪費，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0008]圖1滾動軸承的四階段間歇式故障檢測示意圖
[0009]圖2滾動軸承的四階段間歇式故障檢測的狀態(tài)轉換流程
【具體實施方式】
[0010]參照附圖為【具體實施方式】對本方法進一步詳細說明:
[0011]如附圖1所示，滾動軸承的整個壽命被分為四個階段，階段1:基本不可能發(fā)生故障，階段2:發(fā)生故障概率非常小，階段3:發(fā)生故障的可能性稍大，階段4:發(fā)生故障的可能性比較大；在第一個階段的檢測周期為T1,第二個階段的檢測周期為T2，第三個周期的檢測周期為T3，最后一個周期采用連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測。如附圖2所示，第一個階段分為兩個狀態(tài)S1和S2，第二個狀態(tài)分為狀態(tài)SjP S4，第三個狀態(tài)分為S5、S JPS7，最后狀態(tài)分為S8、S9*S10.其中31表示幾乎不發(fā)生故障，S 2?S 8表示滾動軸承發(fā)生故障的概率逐漸增大，S 9表示對軸承進行預防性的更換，Sltl表示滾動軸承已經出現故障正在更換。
[0012]在自動在線監(jiān)測方式中，當滾動軸承處于第一階段時，通過分析檢測到的振動水平，由狀態(tài)S1可以向狀態(tài)S2轉變，由狀態(tài)S2也可以向狀態(tài)S i，在這兩個狀態(tài)中檢測周期都是T1;軸承的振動水平增大時由狀態(tài)S 2向狀態(tài)S 3或狀態(tài)S 4轉變，如果振動水平是由于外界因素偶然引起的可以由狀態(tài)S3狀態(tài)S2轉變，進而恢復到檢測周期Tl，以降低成本。以此類推，當軸承進入&時，狀態(tài)檢測便由間歇式檢測變?yōu)榱诉B續(xù)狀態(tài)檢測，這時發(fā)生故障的可能性很大，當軸承進入&時，對軸承進行預防性的維修或更換；如果軸承進入狀態(tài)S 1(|，報警器報警，表明軸承已經損壞，對軸承進行維修或更換。
[0013]本檢測方法從第一個階段到第三個階段都采用基于振動水平大小自動跳轉的間歇式軸承的故障檢測技術，避免了由于數據太大而造成內存空間和解決了由于數據過大而傳輸困難。另外，間歇式故障診斷也很大程度上避免了資源浪費，節(jié)約成本。因此，這種基于滾動軸承的分段故障檢測的方法具有很大的實際應用意義。
【主權項】
1.一種基于滾動軸承的分段故障檢測的方法，其特征在于:滾動軸承的整個壽命被分為四個階段，階段1:基本不可能發(fā)生故障，階段2:發(fā)生故障概率非常小，階段3:發(fā)生故障的可能性稍大，階段4:發(fā)生故障的概率較大；在第一個階段的檢測周期為T1,第二個階段的檢測周期為T2，第三個周期的檢測周期為T3，最后一個周期采用連續(xù)狀態(tài)監(jiān)測；第一個階段分為兩個狀態(tài)SjP S 2，第二個狀態(tài)分為狀態(tài)S 4，第三個狀態(tài)分為S5、S 6和S 7，最后狀態(tài)分為S8、S 9和S 1(|，其中31表示幾乎不發(fā)生故障，S卜&表示滾動軸承發(fā)生故障的概率逐漸增大，S9表示對軸承進行預防性的更換，Sltl表示滾動軸承已經出現故障正處在更換狀??τ O
2.根據權利要求1所述的滾動軸承的分段故障檢測方法，其特征在于:在自動在線監(jiān)測方式中，當滾動軸承處于第一階段時，通過分析檢測到的振動水平，由狀態(tài)S1可以向狀態(tài)S2轉變，由狀態(tài)S2也可以向狀態(tài)S1，在這兩個狀態(tài)中檢測周期都是T1;軸承的振動水平增大時由狀態(tài)S2向狀態(tài)S3或狀態(tài)S4轉變，如果振動水平是由于外界因素偶然引起的可以由狀態(tài)S3狀態(tài)S2轉變，進而恢復到檢測周期T P以降低成本；以此類推，當軸承進入&時，狀態(tài)檢測便由間歇式檢測變?yōu)榱诉B續(xù)狀態(tài)檢測，這時發(fā)生故障的可能性很大，當軸承進入S9時，對軸承進行預防性的更換；如果軸承進入狀態(tài)Sltl，報警器報警，表明軸承已經損壞，對軸承進行更換。
【專利摘要】一種基于滾動軸承的分段故障檢測分段檢測的方法,屬于機械結構故障診斷領域。解決了在滾動軸承在線監(jiān)測診斷中，檢測提取的歷史數據太多需要的內存非常大，存儲及傳輸困難的問題和連續(xù)監(jiān)測診斷所需的成本較高造成資源浪費的問題。這種分階段間歇式的狀態(tài)檢測方法分為階段1、階段2、階段3和階段4組成，前三階段采用間歇式檢測，最后階段采用連續(xù)檢測。各個階段通過檢測的振動水平進行自動跳轉，同時，當處于下個階段狀態(tài)時可以向上個狀態(tài)轉變，排除偶然因素引起的狀態(tài)跳轉，滿足了對滾動軸承故障診斷的精確性要求，整體檢測時間很大程度減小降低了成本，同時對操作工的技術要求低，具有很強的實際意義。
【IPC分類】G01M13-04
【公開號】CN104697796
【申請?zhí)枴緾N201510150449
【發(fā)明人】程衛(wèi)東, 劉東東, 趙德尊, 于春陽, 劉文強
【申請人】北京交通大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年4月1日