一种基于瞬时频率波动的转轴裂纹检测方法

摘要

转轴裂纹作为旋转机械转子系统最为常见、危险的故障之一,研究其动力学特性和检测方法对维护设备运行安全意义重大.首先,提出了一种基于瞬时频率波动的转轴裂纹检测方法,并引入非线性压缩变换提取振动信号的瞬时频率.其次,对横向裂纹转子的瞬时频率进行了数值研究.结果表明裂纹转子振动信号的瞬时频率存在快速周期波动的现象,且波动频率为转子的转频;而正常转子振动信号的瞬时频率恒为转子的转频.随后,对比分析了利用非线性压缩变换和希尔伯特变换提取的瞬时频率,结果发现两者基本完全吻合,从而验证了利用非线性压缩变换提取的瞬时频率的有效性和准确性.最后,利用Bently-RK4试验台进行裂纹故障模拟试验,验证了应用瞬时频率波动特征检测转轴裂纹故障的有效性和可行性.可见,振动信号瞬时频率快速周期波动特征可作为裂纹检测的依据.