Page 76 - 无损检测2022年第十二期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202212009

基于改进 VMD 算法的电机轴承异音识别与定位

杨 磊 , 王镜淇 , 李 亮 , 高 帆 , 于 轩 , 唐国运 2
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( 1. 江苏核电有限公司, 连云港 222000 ; 2. 西安交通大学 机械工程学院, 西安 710049 )

摘 要:针对核电站电机异音人工定位成本高、 效率低的问题, 提出一种基于改进变分模态分

解( VMD ) 的电机轴承异音识别与定位方法。该方法首先根据改进 VMD 算法对电机声音信号进
行分解, 计算最佳模式分量的有效值和峭度指标, 初步实现电机异音的识别; 其次, 通过分析声音在
空气中的传播特性, 利用不同位置测试信号的有效值实现异音源的定位。最后, 笔者设计了电机异
音定位模拟试验, 验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词:电机异音; 自适应变分模态分解; 异音识别; 异音定位

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2022 ) 12-0042-06

Reco g nitionandlocationofabnormalsoundofmotorbearin g basedonim p rovedVMDal g orithm

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YANGLei , WANGJin gq i , LILian g GAOFan , YUXuan , TANGGuo y un 2
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,

( 1.Jian g suNuclearPowerCo. , Ltd. , Lian y un g an g222000 , China ;

2.SchoolofMechanicalEn g ineerin g , Xi'anJiaoton gUniversit y , Xi'an710049 , China )

Abstract : Aimin gatthep roblem oflowefficienc yandhi g hcostofmanualp ositionin gofabnormalnoisesin

nuclear p ower p lants , thisp a p er p ro p osesamethodbasedonim p rovedvariationalmodedecom p osition ( VMD ) to

identif yandlocateabnormalnoisesinmotorbearin g s.Firstl y , thismethodfirstdecom p osesthemotorsoundsi g nal

accordin g totheim p roved VMD al g orithm , calculatestheeffectivevalueandkurtosisindexofthebest mode

com p onent , andinitiall y realizesthereco g nitionoftheabnormalsoundofthemotor.Secondl y , throu g hthesound

p ro p a g ationcharacteristicsintheair , usin g thesizeoftheeffectivevalueofthetestsi g nalatdifferentlocationswas

usedtoachievethelocationofthedifferentsoundsource.Thesimulationex p erimentofthelocationofabnormal

soundofthemotorverifiesthefeasibilit yandeffectivenessofthep ro p osedmethod.

Ke ywords : abnormalsoundofmotor ; ada p tivevariationalmodaldecom p osition ; abnormalsoundreco g nition ;

abnormalsoundlocation
电机组装过程中产生的磕碰和异物进入都会使 麻坑, 电机运行时, 滚珠与损伤的滑道相互摩擦而发
轴承发生微弱损伤, 如果无法及时识别异常轴承, 将 出异音 [ 2 ] 。目前国内企业主要通过人工听音的方式
极大降低电机的使用寿命。当电机出现故障时, 其 对电机故障进行识别, 并利用接触式传感器采集电
会产生明显异音, 如某核电冷却水泵出现电机轴承 机运行时的振动数据以及声音数据。虽然上述方法
异响的问题, 通过现场拆解发现轴承游隙过大、 安装 一定程度上可以实现故障定位, 但其缺点在于人耳
过程中异物进入轴承内部、 轴承室储脂空间过小是 评判电机故障的主观性较强, 无法设定统一标准, 且
产生异音的原因 [ 1 ] ; 某公司凝水泵电机大修时更换 现场工人需反复听音才能识别, 效率较低、 时间成本
后的轴承出现异音, 停机检修发现轴承内滚道存在 高。因此, 通过传感技术建立客观指标以准确识别
电机异音并对其进行定位和诊断显得十分必要。
当现场人员反映轴承有异音时, 一般采用振动
收稿日期: 2021-10-25
传感器采集信号并进行分析, 常用方法为寻找原始
作者简介: 杨 磊( 1987- ), 男, 本科, 工程师, 主要从事高压电
气设备的管理工作 信号共振带, 并进行包络解调, 找出异音对应频率。
如果异音频率对应轴承故障频率及其倍频, 则可判
通信作者: 唐国运, 990017694@ qq .com
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2022 年 第 44 卷 第 12 期

无损检测