蝸桿減速機是機械設備中常見的一種傳動設備,蝸輪和蝸桿是蝸桿減速機的兩個主要傳動部件。其中,蝸輪比較容易出現故障,而齒形變化是引起蝸輪出現故障的主要形式之一,齒形變化是指蝸輪齒形偏離理想的齒廓線。當蝸輪出現齒形變化故障時,會產生以嚙合頻率為載波頻率、蝸輪軸轉動頻率為調制頻率的嚙合頻率調制現象,由于齒形變化故障一般不產生大的沖擊振動,能量小,所以調制頻率的邊頻帶少。當齒形變化特別嚴重時,由于激振能量較大,激勵起蝸輪固有頻率,出現以蝸輪各階固有頻率為載波頻率、蝸輪所在軸轉動頻率為調制頻率的蝸輪共振頻率調制。包絡分析技術就是對蝸輪故障信號進行包絡解調,提取故障頻率。包絡分析技術已成為齒輪故障振動信號分析的有效方法之一。
然而,
減速機廠家直接對原始振動信號進行包絡分析時,帶通濾波器的參數選擇通常依靠經驗,具有一定的盲目性。經驗模態分解(EMD)可將信號分解至不同頻域段,是一種自適應的信號分解方法。采用EMD和包絡譜相結合的方法提取齒輪故障頻率,取得了較好效果。該方法通過EMD將齒輪故障信號分解為多個本征模態函數(IMF)分量,再對故障特性明顯的IMF分量進行包絡分析。然而,故障特征明顯的IMF依然是通過經驗獲得,缺少理論依據。提出一種基于小波系數熵閾值的增強型共振解調方法,利用小波包將軸承振動信號進行分解,計算各個小波包的信息熵,選取信息熵較大的小波包系數重構信號,取得一定效果。但合適的小波包分解層數以及小波基較難確定。提出運用信息熵的方法來選取IMF,首先計算各IMF分量的信息熵,再設定一個信息熵閾值,選取大于信息熵閾值的IMF分量進行包絡分析,同樣也取得一定效果。但是信息熵閾值的選取對分析結果有很大影響,最佳信息熵閾值的選取很難確定。鑒于自相關算法的性質,提出運用自相關分析的方法選取IMF分量,診斷蝸輪齒形變化故障。