对于轴承故障检测的基本振动信号处理.rar

附件C：译文


对于轴承故障检测的基本振动信号处理
S. A. McInerny and Y. Dai

摘 要 应用频谱分析是在1996年第一次被提出的，亚拉巴马州立大学工程学院在其基础上发展出了包括各种学科的一门课程。这项课程是针对主修电学、机械学、工学以及航空工程学的低年级学生。不必有学习过信号处理或假定傅立叶分析的背景，唯一必需的基本原则是先学习课程然后在实验室进行实习使得基本概念得到应用。在这篇论文中,一个滚动轴承的故障检测实验室模块将被呈现。这个模块是为这项课程发展出的机器运行状态检测软件中的两个实验室模块之一。滚动轴承基本运行特性的后台得以显示,典型的故障频率计算规则得以掌握。用于轴承故障检测的传统振动频谱分析的缺点是，考察学生利用MATLAB产生的合成振动信号与其他信号的关系时，这种信号的几个重要特征与轴承架的振动信号有规则的雷同。包络分析及轴承故障信号与幅值调制/解调间的联系得以说明。最终，一个图解式的受到驱动的软件效用(一组MATLAB的m-files)得以引入。这个软件可以使学生使用标准的数据或他们产生的合成信号探究包络分析。呈现在这篇论文里的软件效用和材料构成一个轴承故障检测的指导模块，这种轴承故障检测方法可以作为很好的指南合为一体的进入课程之内。
关键词 轴承，包络分析，故障检测，峰度，频谱分析

1 引言
亚拉巴马州立大学电机工程学、航空工程学以及工程力学部门的教员团队教授的应用频谱分析课程是在1996年的第一期Tuscaloosa，AL.杂志上被首次提出的。这项课程是为机械学、电学和航空工程学的低年级学生设立的，尽管更多高年级的学生也可以学习这门课程。他们不必有学习过信号处理或假定的傅立叶分析背景。唯一的必备知识就是经典力学(物理学I)和微积分学II(他们的第二项微积分学课程)。这些学生在学习微积分学和大一时的工程学课程里已经用过MATLAB，但是大多对MATLAB都不是很精通。家庭操作和实验室练习都是建立在用于教室课程讲解的这些MATLAB案例程序之上的。
“这项课程的目的是很显然的。首要的是,完成课程的学生应该能够使用而且理解一种双通道频谱分析仪。这意味着学生必须对时域和频域分析有一定的了解。”[1]这项课程不再强调 Z 转换和数字滤波器的设计等数字信号处理的细节, 而是注重对分析的实际理解和频谱的结果。在其他选修课中，学生有机会深入地从事数字信号处理、通信、声学、振动、电子机械和电力等主题的探究。这项课程的模块结构是有标准的,一开始是讲解各种概念的基本原理模块。这一模块所包含的内容在表1中列出。