[发明专利]一种轴承故障特征频率计算方法及装置

说明书

本发明公开了一种轴承故障特征频率计算方法及装置。方法包括：S1、将轴承的故障特征频率与行星齿轮系的故障特征频率进行类比分析得出对应关系；S2、将轴承的内外径进行重构，S3、根据重构后的轴承内外径的数值，根据步骤S1中的对应关系计算出轴承的故障特征频率。本发明方法可以通过类比行星齿轮系实现求解轴承故障特征频率，计算量小、便于工程实现。

技术领域

本发明涉及轴承故障检测技术领域，更具体地说，特别涉及一种轴承故障特征频率计算方法及装置。

背景技术

轴承是各类转子机械的重要组成部分，在转子和支撑件上起到了至关重要的连接作用。但是，由于恶劣的工作条件，经常会发生故障。在旋转机械当中，轴承的故障率达到70％，为了保证机械部件的正常运转，所以对轴承故障的检测是极其重要的。滚动体与局部轴承故障之间的碰磨会产生脉冲信号。其频率与轴承故障类型相对应，称之为故障特征频率。

当前，轴承故障特征频率计算式都是根据轴承的几何参数和转频来计算的轴承故障特征频率。然而，对于有的轴承，轴承节圆的直径的计算公式与实际轴承的节径有差异；另一种计算方式是假设了轴承做纯滚动，但是实际上轴承并不是纯滚动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承故障特征频率计算方法及装置，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种轴承故障特征频率计算方法，包括以下步骤：

S1、将轴承的故障特征频率与行星齿轮系的故障特征频率进行类比分析得出对应关系；

S2、将轴承的内外径进行重构；

S3、根据重构后的轴承内外径的数值，根据步骤S1中的对应关系计算出轴承的故障特征频率。

进一步地，所述步骤S1具体包括，

S10、计算行星齿轮箱中故障特征频率；

f_mesh＝f_carrierZ_ring(1)；式中，f_mesh为齿轮啮合频率；f_carrier为行星架旋转频率；Z_ring为齿圈齿数；

式中，f_planet1为行星齿轮故障特征频率；f_planet2为行星齿轮两侧均有故障特征频率；Z_planet为行星齿轮齿数；

式中，f_sun1为太阳轮故障特征频率；f_sun2为太阳轮局部故障特诊频率；Z_sun为太阳轮齿数；N_planet为行星轮个数；

式中，f_ring1为齿圈故障特征频率；f_ring2为齿圈局部故障特诊频率；

S11、根据式(1)的关系对式(4)进行变换，得到f_ring2＝f_carrier(5)；

S12、由行星齿轮的计算公式：

式中，f为行星齿轮箱输入的旋转频率；

将行星齿轮系与轴承相似类比，根据机械设计知识，分度圆直径＝模数X齿数，得：

d＝m×Z(7)，式中，d为分度圆直径，m为模数，Z为齿数；

在行星齿轮系中，相互啮合的齿轮模数一定相同，将式(7)分别带入式(2)、(3)、(6)分别得到；