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文档简介

1、包絡小波分析應用於滾動軸承之診斷大綱p簡介p滾動軸承的損壞特徵p以包絡分析為基礎的Hilbert轉換 p包絡小波訊號分析 p小波分析與診斷滾動軸承故障的方法p應用與結果p結論 簡介p包絡分析廣泛用於以振動訊號來診斷滾子元件，對於調製訊號包絡分析可以同時用於頻域和時域。 p在時域上小波轉換的訊號能分解為不同刻度的小波。它能提取瞬態干擾的特徵，在整個頻譜提取訊號特徵，無需特定的訊號頻帶 滾動軸承的損壞特徵p下圖是滾動軸承，振動頻率的特徵可以使用方程(1)(3)計算出。 p滾子損壞頻率滾子損壞頻率 p內環損壞頻率內環損壞頻率 p外環損壞頻率外環損壞頻率 以包絡分析為基礎的Hilbert轉換 pHil

2、bert轉換是一種包絡分析方法。它是一個基於數學的解調工具。Hilbert轉換可表示如下。p實部x(t)是由u(t)原始訊號分解出，虛部 代表Hilbert轉換中的實部 p振幅 p相位角 p振幅A(t)能從解調原始訊號x(t)求得，A(t)為一個正函數。包絡小波訊號分析 p小波轉換定義為p 是基本的小波函數，可以認為它是一個連續訊號。 p一個離散的結構可通過a=j、b=k取樣。j為正整數集合，k為整數集合。p對於一個刺激訊號f(t)，以 表示。p小波函數是一個時頻函數，它在不同時間窗格及頻帶描述f(t)如 p訊號f(t)可以由比例係數 和小波係數 表示。小波係數的分解描述如下。ph(n)為低通

3、濾波器、g(n)為高通濾波器 。p而組成後的小波係數表示為 p如果要分解包絡訊號A(t)。假設刻度為j=5。分解過程如圖二所示 小波分析與診斷滾動軸承故障的方法 小波係數的選擇方法p在正交小波分解的過程，在圖2中當刻度j=4時，小波係數矩陣 分為兩部分，比例係數矩陣 和小波係數矩陣 。 p 完整的保留下，可以從 找出最大的 ，保留係數超過 ，以 表示。所以j=4時，保留了 。p同樣地，當j=3時，保留 。p同樣地，當j=2時，保留 。p同樣地，當j=1時，保留 。p組合保留下係數矩陣可以從方程8以及Y(t)得知滾動軸承故障的特徵。 滾動軸承故障診斷方法 p分析頻譜的Y(t)並診斷滾動軸承是否有

4、故障以及確定故障位置。基於頻譜分析故障診斷方法的過程顯示在圖4。 應用和結果 p實驗研究利用兩個有20顆滾子的軸承（Z = 20），每顆直徑d=28.5mm、中徑為D=180mm 、接觸角a=0度、軸承型號RBb001，損壞為滾子損壞與外環損壞。p由計算得知單一損壞內環、外環和滾子所產生的衝擊頻率分別為42.47Hz、30.68Hz、22.58Hz，當fr=0Hz、fa=11/3Hz。透過加速規收集他們的振動訊號。使用包絡小波技術診斷兩個軸承故障的結果在圖5和圖6。p結果顯示，組合特定故障頻率的位置（fb= 22.58Hz、fo= 30.86Hz的），可幫助包絡小波技術和頻譜分析鑑別，指出詳細的故障位置。p 和故障程度的關聯積累了大量的實驗結果，下表中可以看出 與故障程度成正比。 結論 p本文

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