[发明专利]基于振动频谱特征的调速型偶合器不对中故障诊断方法

说明书

一种基于振动频谱特征的调速型偶合器不对中故障诊断方法，包括：确定偶合器输入轴转频、输出轴的转频及两者的差频；分别提取输入轴、输出轴转频及其2倍频、3倍频及3倍频两侧边频带的幅值，并建立特征指标；根据输入、输出轴水平方向3倍工频及3倍工频两侧边频带振动幅值的特征指标，判定偶合器不对中故障的严重程度，再根据输入、输出轴工频及其2倍频的振动幅值特征指标，判别不对中的故障类型。通过振动监测数据的频谱分析，计算出基于边带特征的指标，能准确诊断调速型液力偶合器与电机还是负载存在不对中及严重程度，此分析方法对于旋转机械设备的不对中故障诊断具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及机械设备的振动诊断领域，特别涉及一种基于振动频谱特征的调速型偶合器不对中故障诊断方法。

背景技术

调速型液力偶合器在工业设备中有着广泛应用，如除尘风机、高压水除鳞泵等，偶合器运行过程中，时常会出现振动超标的问题，故障原因包括：不平衡、不对中、松动、轴承故障等。

不对中故障是引起旋转机械设备振动超标的主要原因之一，通常情况下，其振动特征为径向2倍工频、轴向工频振动，轴心轨迹呈“8”字型、香蕉型、随负荷变化明显等。

调速型液力偶合器的输入轴、输出轴分别与电机及负载(风机、泵)通过联轴器连接。当液力偶合器与电机或负载不对中时，随着轴的旋转，泵轮、涡轮的相对位置会有轻微变化，油在泵轮、涡轮中流动会发生幅值调制的情况，即以泵轮、涡轮的差频进行振动幅值调制。当不对中故障明显时，在前述振动特征的基础上，还将在两个(输入轴、输出轴)转频的高次倍频(3-10倍频)两侧附加产生边频带，且边频间隔为输入输出轴的转频之差。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种基于振动频谱特征的调速型偶合器不对中故障诊断方法，能准确诊断调速型液力偶合器与电机还是负载存在不对中及严重程度，此分析方法对于旋转机械设备的不对中故障诊断具有重要的实际应用价值。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于振动频谱特征的调速型偶合器不对中故障诊断方法，包括如下步骤：

步骤1：调速型液力偶合器两端轴承座上采集三方向振动数据，设输入轴的垂直、水平、轴向的振动速度信号分别为V_I(t)、H_I(t)和A_I(t)，输出轴的垂直、水平、轴向的振动速度信号分别为V_O(t)、H_O(t)和A_O(t)；

步骤2：对振动信号进行频谱分析，确定偶合器输入轴、输出轴转频；

步骤3：分别提取液力偶合器输入轴、输出轴三方向转频及其2倍频的幅值，得出：

输入轴垂直方向转频的幅值与其2倍频的幅值的和：f_IV1；

输入轴水平方向转频的幅值与其2倍频的幅值的和：f_IH1；

输入轴轴向转频的幅值：f_IA1；

输出轴垂直方向转频的幅值与其2倍频的幅值的和：f_OV1；

输出轴水平方向转频的幅值与其2倍频的幅值的和：f_OH1；

输出轴轴向转频的幅值：f_OA1；

令K₁＝(f_IV1+f_IH1)/(f_OV1+f_OH1)，K₂＝f_IA1/f_OA1，此值用于判别不对中故障的类型；