Page 67 - 无损检测2023年第三期

苟东荣, 等:

声发射检测技术在齿轮故障诊断中的研究与应用现状

有学者针对因噪声基底幅度有显著变化难以获 声发射信号处理进行研究时, 齿轮运行条件和自身
得合适阈值的问题, 提出了一种浮动阈值方法解决 的表面和结构条件对声发射有很大影响, 这些影响
了声发射的齿轮箱背景噪声太大的问题, 该方法将 因素会同时影响声发射信号, 导致齿轮故障诊断模
信号平均值与3倍标准差之和作为阈值, 超出阈值 型不具有通用性, 具有通用性的故障诊断方法也是
的所有数据都被挑选出来进行详细分析, 能成功识 未来的重点研究方向。
别出裂纹的产生和扩展。 参考文献:
张宇等 [ 33 ] 提出了一种根据行星齿轮中声发射

信号的衰减特性进行故障定位的方法。该方法利用 [ 1 ] FARIS , ELASHA.A com p arative stud y of the

行星齿轮结构和声发射传播的衰减特性, 建立故障 effectivenessofvibrationandacousticemissionin

源定位方程组, 通过求解方程组得到故障源位置, 最 dia g nosin gadefectivebearin g inap lanetr yg earbox

[ J ] .A pp liedAcoustics , 2017 , 115 : 181-195.
后通过试验验证了该方法的有效性。
[ 2 ] 沈功田. 声发射检测技术及应用[ M ] . 北京: 科学出版
4 结论 社, 2015.
[ 3 ] 苏莫寒. 基于声发射技术的齿轮故障识别[ D ] . 沈阳:
从齿轮的故障类型、 声发射检测技术原理出发, 沈阳工业大学, 2019.
阐述了声发射检测技术在齿轮故障诊断中的研究现 [ 4 ] 姚俊. 基于声发射技术的齿轮断齿检测研究[ D ] . 绵
状, 主要得出以下结论。 阳: 西南科技大学, 2020.

( 1 )在分析运行条件对声发射信号的影响时, [ 5 ] TANC.Identificationoftheacousticemissionsource

润滑条件、 温度、 载荷和转速等运行条件会以不同的 durin gacom p arativestud yondia g nosisofas p ur

方式影响声发射信号, 在某些研究中不同的研究人 g earbox [ J ] .Tribol.Int.2005 , 38 ( 5 ), 469-480.

[ 6 ] TAN C , MBA D.Correlation between acoustic
员得出了不一样的结论, 这些分析是否需要考虑更
emissionactivit y andas p erit y contactdurin gmeshin g
多因素( 如齿轮表面条件、 齿轮结构以及声发射传感
of s p ur g ears under p artial elastoh y drod y namic
器采集点的选择) 还需要进一步的研究。
lubrication [ J ] .Tribolo gyLetters , 2005 , 20 ( 1 ): 63-67.

( 2 )理论研究有利于理解齿轮传动产生声发射
[ 7 ] TAN C , MBA D. Ex p erimentall y established
的物理机制, 但是这方面的研究很少, 目前只有直齿 correlationbetweenacousticemissionactivit y , load ,

轮建立的数学模型, 关于斜齿轮、 行星齿轮等其他齿 s p eed , andas p erit y contactofs p ur g earsunder p artial

轮产生的声发射数学模型还未出现。 elastoh y drod y namiclubrication [ J ] .Proceedin g softhe

( 3 )近十年来, 齿轮箱齿轮的声发射信号处理 InstitutionofMechanicalEn g ineers , PartJ : Journalof

与分析技术得到快速发展, 尤其体现在波形分析和 En g ineerin gTribolo gy , 2005 , 219 ( 6 ): 401-409.

模式识别方面。这些信号处理与分析技术常通过分 [ 8 ] RAJA HAMZAH RI , AL-BALUSHIK R , MBA

D. Observations of acoustic emission under
析得到某齿轮无故障和有故障的声发射信号, 得到
conditions of var y in g s p ecific film thickness for
不同故障类型与状态下的频率、 熵、 能量和峭度等特
meshin g s p ur and helical g ears [ J ] .Journal of
征值对齿轮进行故障诊断研究。其中, 参数分析法
Tribolo gy , 2008 , 130 ( 2 ): 319-320.
简洁快捷, 适合齿轮箱现场快速诊断; 波形分析方法 [ 9 ] HAMZAH R , MBA D .Theinfluenceofo p eratin g

中小波分析和模态分析被用于去除背景噪声、 故障 condition on acoustic emission ( AE ) g eneration

诊断、 故障定位以及损伤程度的量化等研究。 durin g meshin g of helical and s p ur g ear [ J ] .

( 4 )模式识别对齿轮的故障诊断, 是建立在参 Tribolo gy International , 2009 , 42 ( 1 ): 3-14.

数分析或波形分析基础上的, 其通过预先采集齿轮 [ 10 ] VICUÑACM.Effectsofo p eratin g conditionsonthe

典型故障信号, 利用参数分析或者波形分析得到特 AcousticEmissions ( AE ) from p lanetar yg earboxes

[ J ] .A pp liedAcoustics , 2014 , 77 : 150-158.
征参量, 随后通过特征参数建立特征集作为样本建立
[ 11 ] NOVOA A B , VICUÑA C M. New as p ects
模型, 实现齿轮箱齿轮快速故障诊断, 故需要大量试
concernin gtheg enerationofacousticemissionsin
验获取齿轮的典型声发射信号。另外, 未来需要进一
s p ur g ears , theinfluenceofo p eratin gconditionsand
步研究探索, 更加快速智能的齿轮故障诊断方法。
g eardefectsinp lanetar yg earboxes [ J ] .Insi g ht-Non-

( 5 )结合齿轮运行参数对声发射信号的影响和 DestructiveTestin g andConditionMonitorin g , 2016 ,

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2023年 第45卷 第3期
无损检测