留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

阶次跟踪与改进小波阈值降噪的RV减速器故障诊断

蔺梦雄 王爽 韦克吉 张向慧 曹洪鑫 张敬彩

蔺梦雄, 王爽, 韦克吉, 张向慧, 曹洪鑫, 张敬彩. 阶次跟踪与改进小波阈值降噪的RV减速器故障诊断[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 9-14. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.001
引用本文: 蔺梦雄, 王爽, 韦克吉, 张向慧, 曹洪鑫, 张敬彩. 阶次跟踪与改进小波阈值降噪的RV减速器故障诊断[J]. 制造技术与机床, 2022, (11): 9-14. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.001
LIN Mengxiong, WANG Shuang, WEI Keji, ZHANG Xianghui, CAO Hongxin, ZHANG Jingcai. RV reducer fault diagnosis based on order tracking and improved wavelet threshold noise reduction[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 9-14. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.001
Citation: LIN Mengxiong, WANG Shuang, WEI Keji, ZHANG Xianghui, CAO Hongxin, ZHANG Jingcai. RV reducer fault diagnosis based on order tracking and improved wavelet threshold noise reduction[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2022, (11): 9-14. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.001

阶次跟踪与改进小波阈值降噪的RV减速器故障诊断

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.11.001
详细信息
    作者简介:

    蔺梦雄,男,1996年生,在读研究生,研究方向为RV减速器故障诊断,已发表学术论文2篇。E-mail:626507475@qq.com

    通讯作者:

    张向慧,女,1966年生,博士,副教授。研究方向为旋转超声加工、机械振动与冲击方向。E-mail:zhangxianghui1@126.com

  • 中图分类号: TH117.1

RV reducer fault diagnosis based on order tracking and improved wavelet threshold noise reduction

  • 摘要: 针对RV减速器在进行摆动疲劳试验时采集到的振动信号存在振动源复杂,噪声影响强,非线性变换等特点,利用传统的傅里叶变换(fast fourier transform,FFT)分析时存在“频率模糊”现象,不能准确地提取故障磨损点。针对上述问题,提出了一种阶次跟踪分析结合改进小波阈值降噪方法对RV减速器在疲劳实验时采集到的振动信号进行故障特征提取。首先利用阶次跟踪方法对采集到的非平稳时域振动信号进行等角度域转化;再利用改进小波阈值降噪法对等角度域信号进行阈值降噪;对得到的降噪后的等角度域信号进行FFT变换,得到阶次图。对比传统的小波降噪分析结果,该方法可以有效地提取出RV减速器在摆动疲劳实验中内部零部件发生的故障信息,为变转速旋转机械的故障诊断提供了基础。

     

  • 图  1  行星摆线针轮减速器传动简图

    1—中心轮;2—行星轮;3—曲柄轴;4—曲拐轴承;5—摆线针轮;6—摆线轮;7—行星架;8—针齿壳。

    图  2  RV减速器故障下时域波形图

    图  3  减速器故障情况下等角域振动信号图

    图  4  小波硬阈值处理结果

    图  5  小波软阈值处理结果

    图  6  小波改进阈值处理结果

    图  7  故障情况下振动信号阶次谱图

    图  8  传统小波降噪后的等角域信号

    图  9  传统小波降噪后的阶次分析图

    图  10  正常匀速下振动信号阶次图

    图  11  故障状态下匀速振动信号阶次图

    图  12  减速器摆线轮隔套以及滚针磨损、隔套断裂图

    表  1  RV减速器各零部件故障阶次

    零部件故障阶次
    曲柄轴0.33
    摆线轮0.33
    行星轮11.96
    曲拐轴承1.066
    主轴承0.067
    针轮0.008 3
    下载: 导出CSV

    表  2  行星摆线针轮减速器故障信号的3种阈值函数的降噪评价指标

    评价指标硬阈值软阈值改进阈值
    SNR0.011 50.556 11.286 2
    RMSE0.025 550.023 990.022 06
    下载: 导出CSV
  • [1] 何卫东, 单丽君. RV减速器研究现状与展望[J]. 大连交通大学学报, 2016, 37(5): 13-18. doi: 10.13291/j.cnki.djdxac.2016.05.003
    [2] 彭鹏, 柯梁亮, 汪久根. 噪声干扰下的RV减速器故障诊断[J]. 机械工程学报, 2020, 56(1): 30-36.
    [3] 陈李果, 汪久根, 张靖. 基于小波理论的RV减速器振动信号分析[J]. 机械传动, 2018(5): 14-17,36.
    [4] 李先锋, 颉潭成, 徐彦伟. 轴承故障智能诊断专家系统的研究[J]. 制造业自动化, 2020, 42(1): 7-10.
    [5] Sun Y G , Yu G B , Zhang J, et al. Reliability prediction of RV reducer based on fault tree and Monte-Carlo simulation[J]. Applied Mechanics and Materials, 2013, 274: 663–666.
    [6] 汪久根, 柯梁亮. 基于残差网络的RV减速器故障诊断[J]. 机械工程学报, 2019, 55(3): 73-80.
    [7] Zhi H, Shang Y G . Remote performance evaluation, life prediction and fault diagnosis of RV reducer for industrial robot[J]. Journal of Physics:Conference Series, 2020, 1676(1): 012212.
    [8] Peng P . NOSCNN: A robust method for fault diagnosis of RV reducer[J]. Measurement, 2019, 138: 652-658.
    [9] 陈乐瑞, 曹建福, 王晓琪. 结合非线性频谱和核主元分析的机器人用RV减速器故障诊断[J]. 西安交通大学学报, 2020, 54(1): 32-41. doi: 10.7652/xjtuxb202001005
    [10] 陈乐瑞, 曹建福, 王晓琪. 工业机器人驱动系统非线性频谱故障诊断方法[J]. 西安交通大学学报, 2019, 53(4): 93-99. doi: 10.7652/xjtuxb201904014
    [11] 田家彬, 聂延艳, 陈孝旭, 等. 基于信号模型与阶次分析的风力发电机组齿轮箱故障诊断[J]. 机械传动, 2022, 46(2): 91-95. doi: 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.02.015
    [12] 毛清华, 张勇强, 赵晓勇, 等. 变速工况下采煤机行星齿轮传动系统故障诊断[J]. 工矿自动化, 2021, 47(7): 8-13. doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.17779
    [13] 王博, 王斌, 赵东平. 阶次跟踪在行星齿轮箱非平稳信号故障诊断中的应用[J]. 重庆理工大学学报:自然科学, 2021, 35(2): 105-111.
    [14] 冯刚, 刘桐桐, 崔玲丽. 基于改进阶次分析与自适应VMD的变转速齿轮箱故障诊断研究[J]. 机械传动, 2021, 45(1): 34-39,84. doi: 10.16578/j.issn.1004.2539.2021.01.006
    [15] 曹玲玲, 李晶, 彭镇, 等. 基于改进小波阈值降噪的滚动轴承故障诊断方法[J]. 振动工程学报, 2022(2):454-463.
    [16] 朱继梅. 非稳态振动信号分析[J].振动与冲击, 2000, 19(2): 87-90 .
    [17] 徐宏海 王文涛 刘学翱, 等. RV减速器工作频率理论计算与ADAMS仿真[J]. 机械传动,2015, 39(7): 38-41, 46.
  • 加载中
图(12) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  165
  • HTML全文浏览量:  9
  • PDF下载量:  43
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-16
  • 录用日期:  2022-08-11
  • 网络出版日期:  2022-10-28

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要提示

    1. 唯一官方网站:1951.mtmt.com.cn

    2. 本刊编辑部、工作人员邮箱后缀为@jcs.gt.cn

    3. 电话

    010-64739683/79(稿件、进度)

    010-64739685(缴费、录用证明)

    4. 作者服务QQ群:238874846

    注意以上信息,谨防冒名、被骗!

    《制造技术与机床》编辑部