齿轮裂纹故障声发射检测技术
明廷锋1 姚晓山1,2 陈双桥1 张永祥1
(1．海军工程大学，湖北武汉，430000) (2．空军雷达学院，湖北武汉，430000)
摘要：设计了齿轮故障试验平台，构建了声发射检测系统，进行了齿轮裂纹故障声发射检测试验研究。通过分析齿轮裂纹故障的声发射信号的特征，并运用小波包技术、Hilbert变换等信号分析方法，有效提取了齿轮裂纹故障的信息。
关键词：声发射；齿轮；裂纹故障
Abstract：The gear fault simulation platform is designed and the acou8tic emission(AE)testing system is set up．By analyzing the characteristics of the fatigue fracture gear's AE signals，the faults information is obtained using the wavelet packet analysis and Hilbert transformer．
Key Words：Acoustic Emission；Gear；Fatigue Fracture
齿轮是机械设备重要功率传动部件，其运转状况直接影响到整个系统的正常运行。据日本新日铁会社的统计[1]，齿轮故障约占机器总故障次数的10.3％。据统计，在齿轮箱失效零件中，齿轮本身的失效比重最大约占60％。如果齿轮出现危险性的裂纹，将直接影响到它的安全性，甚至会导致灾难性事故发生。为了避免由于齿轮断裂故障造成的巨大经济、军事和人员损失，开展齿轮裂纹，尤其是初期裂纹的检测方法研究是一项十分重要的工作。
声发射技术是一种有效的无损探伤技术，且已在诸多领域得到了广泛的应用，例如大型储罐的在线检测、压力管道泄漏检测、阀门检漏等。对于齿轮装置来说，一般包括多对齿轮副、各级传动轴、轴承及齿轮箱。现场监测时，比较实际的方法是将声发射传感器放置在齿轮箱上。声发射信号从信号源到传感器必然经过衰减和变化，声发射波传播过程中波形和能量转换规律如何，目前尚未见到相关报道，因此，有必要作深入的理论研究，尤其是结构复杂的齿轮箱系统中声波传播和波形转换规律，并据此寻求声发射源的特征。国外已开展了声发射在齿轮缺陷诊断方面的研究，参考文献[2]进行了齿轮故障诊断时分别应用声发射、振动分析和铁谱技术之间的比较试验，参考文献[3]还给出了声发射用于齿轮箱故障诊断的局限性。而国内有关声发射技术在齿轮裂纹故障诊断方面的实际应用鲜有报道。本文从试验出发，研究齿轮裂纹故障的声发射检测技术。
