基于AE技术的旋转机械故障监测与诊断系统
廖传军，罗晓莉
(湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室，湘潭411201)
摘要：论述了声发射技术应用于旋转机械故障监测与诊断是一种高效实用的方法。针对旋转机械结构特征及其声发射信号特点，开发了以声发射技术为核心的旋转机械故障监测与诊断专用系统，介绍了该系统的组成模块及其功能实现。在模拟工况条件下，利用该系统的时频分析功能和包络分析功能对一批故障滚动轴承进行了实时诊断，证明了该系统的科学性、有效性和实用性。
关键词：声发射；旋转机械；故障诊断；系统设计；滚动轴承；包络分析
中图分类号：TG115.28；TH113 文献标识码：A 文章编号：1000-6656(2007)08-0461-04
Fault Monitoring and Diagnosis System of Rotating Machines Based on AE Technique
LIAO Chuan-jun, LUO Xiao-li
(Key Lab of Health Maintenance for Mechanical Equipment of Hunan Province,
Hunan Science and Technology University, Xiangtan 411201, China)
Abstract: The present states of condition monitoring and fault diagnosis of rotating machines are introduced,and it is found that AE technique is a very valid means applied on rotating machines fault monitoring and diagnosis.Based on the structure features and AE signal characteristics of rotating machines , the paper puts forward a specificfault monitoring and diagnosis system applied on rotating machines of which AE technique is the core, Thecomponents and functions achieving of the system are introduced in detail. Under imitating operating conditions,real- time diagnosis of some faulty rolling element bearings have been carried on, using the temporal and spectralanalysis function and envelopment analysis function of the system, thus the reasonableness, usefulness and validityof the system are proved.
Keywords:AE; Rotating machine; Fault diagnosis; System design; Rolling element bearing; Envelopment a-nalysis
1 旋转机械状态监测与故障诊断技术现状
旋转机械是电力系统、航空工业、冶金行业、石化企业等重要工业部门的关键设备，广泛应用于包括航空发动机、燃气轮机、工业压缩机及各种电动机等机械装置中。国内外对旋转机械的状态监测和故障诊断进行了大量的理论和实践研究，在旋转机械故障诊断方面总的趋势是利用神经网络、专家系统模糊技术等处理系统中的不精确和不确定问题，使诊断技术趋于智能化，实现适时诊断、决策和预报。但这些研究成果仅有少数能够应用在实际生产中，大多数系统只能停留在实验室阶段，并且由于采样时伴有噪声或系统中同时出现多个故障等原因，对故障特征信号的提取、识别和分析也比较困难。
大型旋转机械结构复杂、庞大和工作环境恶劣，使得常用检测手段如射线、超声波、磁粉等检测方法或无法检测，或造成漏检，从而不能实现有效的安全评定。大型旋转机械状态监测中的信息量大，对信号的实时性要求也很高，这对采集系统提出了更高的要求。目前我国旋转机械的故障检测正从巡回检测、定期检测及停机检修向长期连续监测过渡，并进一步对所采集的机组信号进行在线分析，要求现场采集及处理多路信号，满足实时性要求。
