基于声发射技术的转轴故障检测

    提要：由于声发射信号来自缺陷本身，因此研究缺陷所产生的声发射信号的特点，以分析缺陷所处的位置和在其不同应力状态的损伤程度。利用设备在出现故障或破坏时，所发出的声发射信号与正常状态下的差异可以确定设备的运行状态。本文利用广义线性定位法[5]确定故障的位置，然后利用声发射的特征参数对故障的严重程度进行检测。对从藕合表面的传感器测得的声发射信号的输出波形经过一定的处理后进行分析。将声发射技术运用于转轴等机械部件的裂纹故障诊断中，可以及时准确地预测并诊断出设备在运行时的故障，尤其对于早期的故障。
基于声发射技术的转轴故障检测
李凤英  沈玉娣  熊  军
    摘要  介绍了声发射技术的原理和声发射信号的特征参数分析方法，运用广义线性定位法初步确定故障的位置，并采用声发射特征参数对现场的试验结果进行了分析。通过与正常信号对比，研究故障信号的特征信息，说明运用这一技术可以对机械部件进行故障检测。
    一、原理与方法
    高速运行的转轴，由于其受到的力为交变载荷，而且工作环境恶劣，经常发生损坏，比如断裂事故，因此有必要进行现场检测。随着检测技术的发展，无损检测（NUT）越来越受到人们的重视。无损检测的方法很多，诸如超声、射线、电磁涡流、磁粉、渗透、红外以及声发射等技术。材料或结构受到外力或内力作用产生变形或者断裂时，以弹性波的形式释放应变能的现象称为声发射现象[1]。材料裂纹在萌发与扩展时释放出的声发射信号不但频度高，而且集中。由于声发射信号来自缺陷本身，因此研究缺陷所产生的声发射信号的特点，以分析缺陷所处的位置和在其不同应力状态的损伤程度。
    利用设备在出现故障或破坏时，所发出的声发射信号与正常状态下的差异可以确定设备的运行状态。根据声发射信号的特点，可以把声发射信号分为突发型和连续型两种。连续型信号由一系列低幅值和连续信号组成，这种信号对应变速率敏感，主要与材料的位错和交叉滑移等塑性变形有关；突发型信号具有高幅值、不连贯、持续时间为微秒级等特点，主要与材料中的堆跺层错的形成和机械孪晶以及裂纹的形成和断裂有关。但是这两种分类也不是绝对的，因为在很多时候，这两种信号是同时发生的。中国资产管理网
    利用声发射信号检测时可以分为两个步骤。首先是对故障的位置进行确定，其次对故障的性质进行分析。本文利用广义线性定位法[5]确定故障的位置，然后利用声发射的特征参数对故障的严重程度进行检测。对从藕合表面的传感器测得的声发射信号的输出波形经过一定的处理后进行分析。
    目前分析所使用的特征参数一般有振铃计数与计数率、事件计数与计数率、振幅与振幅分布、能量和能量率、有效值和频谱分布等[3]。根据声发射信号的主要类型和研究的需要，可以确定选择合适的声发射特征参数。