使用希尔伯特和小波包变换检测变速箱故障[外文翻译].doc

附件C：译文


使用希尔伯特和小波包变换检测变速箱故障

范先锋，J.周明
机械工程系，加拿大阿尔伯塔大学，加拿大艾伯塔省埃德蒙顿T6G 2G8

译文原文出处：机械系统与信号处理20 （ 2006 ） 966-982期
摘要：解调是一个重要的问题在变速箱故障检测。非平稳信号调制增加困难解调。虽然小波包变换具有良好的时频本地化，由于存在着啮合频率，其谐波，频率和耦合产生的调制技术，故障检测结果使用小波包变换通常不满意，尤其是一个多阶段的变速箱，其中载关闭或相同的频率分量。本文提出了一种新的故障检测方法，结合Hilbert变换和小波包变换。这两个真正的模拟信号和振动信号采集变速箱动力模拟器是用来验证所提出的方法。分析结果表明，该方法是有效的提取调节信号，并有助于发现早期齿轮故障。
序言：在工业应用中变速箱发挥重要作用。齿轮的典型故障包括蚀， 切，和更严重的裂纹。当一个齿轮有一个地方断裂，变速箱的振动信号可能含有振幅和相位调制的定期轮换频率齿轮。那个调制频率的啮合，由于齿的故障，产生边，这是频率部分同样距离的周围中心频率。所谓的中心频率的载波频率可能是齿轮啮合频率的倍数或轴承球传球频率，共振频率的机器组件/结构，或共振频率的加速度。边都是轴转动高速或其倍数。众所周知，最重要的组成部分在齿轮振动光谱是齿啮合频率及其谐波，连同边。振幅调制的目前网格时，一个偏心齿轮或齿轮轴弯曲或失调。如果有一个地方齿轮故障，齿轮角速度可以改变一个函数的轮换。由于速度变化，频率调制发生。在许多情况下，幅度和频率调制的出现。越来越多的数量和幅度等边往往显示故障条件
1：自调制频率所造成的某些故障的机械部件，包括齿轮，轴承， 和轴，检测的调制信号是非常有用的变速箱故障检测手段。
早期出现故障，故障症状并不明显。由于非定常轴/齿轮旋转速度，润滑情况下，齿的刚度变化等原因，从变速箱所收集的振动信号通常非平稳。单边带距离与时间可能会有所不同。其结果是， 光谱组成的收集振动信号往往随时间的变化。傅里叶分析无法显示等特点[ 2 ] 。其他方法，以确定需要早期故障特征的非平稳信号。
恢复混有载波信号的调制信号的这一进程被称为解调。 检测的调制信号是传统意识到通过鉴定的边频域。然而，当一个信号接收是暂时性的，是内在的频谱分析不适合检测边[ 3 ] 。 Hilbert变换（超线程）已被证明是有益的解调[ 4 ] 。然