本發明涉及一種齒輪箱軸承故障檢測方法及系統，屬于軌道交通安全檢測領域。

背景技術：

我國的軌道事業已經進入了完全工業化和現代化時期，高鐵技術已經處于世界領先地位。齒輪箱體作為高鐵運輸機械上的關鍵部件，保障其安全服役性能，防止嚴重失效，非常必要。目前齒輪箱軸承故障診斷的方法依靠振動與噪聲檢測方法。隨著信號檢測技術、計算機技術、數字信號處理技術、人工智能技術的迅速發展，軸承故障診斷已經成為融合數學、物理、力學等自然科學和計算機技術、數字信號處理技術、人工智能技術的綜合學科。軸箱裝置作為車輛的關鍵部件，其制造、組裝質量直接關系到車輛高速運行時的安全性。其核心為軸箱軸承。軸箱軸承主要結構由外圈、內圈、滾子和保持架四部分組成。內圈通過液壓過應力與軸徑進行過盈裝配，運行時與輪軸同步旋轉；外圈被安裝在軸箱或軸承座孔內，起支撐車體的作用；滾子位于內圈、外圈之間，當內圈與輪對一同旋轉時，外圈保持不動，滾子與外圈、內圈產生滾動摩擦，使其一方面繞其軸心自轉，另一方面繞內、外圈滾道滾轉。滾子的尺寸與個數決定了軸承承載力，保持架通過分割滾子使其各自位于均勻間隔的位置上，防止相互碰撞摩擦，能夠確保各滾子獨立運動。鐵路客車軸箱軸承為分體式軸承，在組裝前為分體狀態，組裝時依次進行內圈組裝、外組件組裝、注脂、軸箱體密封等工作，其組裝作業相對于整體軸承較為復雜，若組裝狀態不良，或產品自身質量存在缺陷，極易造成軸承故障。

軸承跑合試驗是按照國家標準《鐵路貨車輪軸組裝、檢修及管理規則》，模擬輪對運轉情況的試驗。在一定條件(轉速和時間)下，對使裝車前的貨車輪對進行跑合，使潤滑脂涂布均勻，并試驗軸承的溫升、振動或異音情況，以此來檢驗軸承的生產及組裝質量。軸承跑和試驗有助于防止因軸承生產及組裝質量問題，而引發的輪對運行早期的熱軸、燃軸事故，進一步完善了對軸承生產及組裝質量的檢測，對于鐵道車輛的安全運行有著重要的意義。

分體式軸承的最終組裝工作由軸箱組裝單位完成，而非軸承生產廠家進行，為驗證軸承自身及組裝質量，分體式軸承組裝后須進行跑合試驗。軸承在跑合的過程中會產生沖擊脈沖信號，包含軸承的缺陷信息，通過對沖擊脈沖信號的檢測和分析，可以直觀地判斷軸承的生產和組裝質量。

目前滾動軸承的振動診斷方法主要有頻譜分析法、包絡分析法。頻譜分析法和包絡分析法需要專業人員進行分析，診斷的準確率依賴于診斷人員的經驗及水平，而且人工檢測的原始數據不能保存，對單個工件檢測結果不能進行準確的數據記錄。因此迫切需要開展無須專業人員進行分析、可以直接得到軸承損傷的程度并且可以輕易獲得軸承早期的故障信息的相關檢測技術研究工作。

技術實現要素：

本發明的第一發明目的是提供一種齒輪箱軸承故障檢測方法。該方法能夠檢測并預測齒輪箱軸承是否存在故障的情況，使用該方法有助于工作人員直觀、簡單地掌握齒輪箱軸承跑合試驗的安全服役情況，快速準確地判斷跑合試驗結果。

本發明實現其第一發明目的所采取的技術方案是：一種齒輪箱軸承故障檢測方法，包括以下步驟：

S1、在故障判定模塊中設置不同型號軸承在軸承跑合試驗中四個位置的分貝閾值，建立缺陷數據庫；所述四個位置分別為齒輪箱的風機側主動軸附近預留孔處、風機側從動軸附近預留孔處、電機側主動軸附近預留孔處和電機側從動軸附近預留孔處，四個位置的分貝閾值分別為風機側主動軸分貝閾值、風機側從動軸分貝閾值、電機側主動軸分貝閾值和電機側從動軸分貝閾值；

S2、在軸承跑合試驗中，采集試驗軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值，并將所述四個位置處振動加速度數據實時傳輸給信號轉化模塊；

S3、信號轉化模塊對傳輸來的試驗軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值，然后將所述四個位置的振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值實時傳輸給故障判定模塊；

S4、故障判定模塊在步驟S1建立的缺陷數據庫中選擇與所述試驗軸承相同型號的故障軸承，然后分別對比信號轉化模塊傳輸來的風機側主動軸最大標準分貝值與預先設定的風機側主動軸分貝閾值，風機側從動軸最大標準分貝值與預先設定的風機側從動軸分貝閾值，電機側主動軸最大標準分貝值與預先設定的電機側主動軸分貝閾值，電機側從動軸最大標準分貝值與預先設定的電機側從動軸分貝閾值；并根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障。

本發明的原理是：兩個物體相互碰撞會產生一定能量的振動，這種振動不是呈連續狀態而是以壓力波的形式傳遞并呈脈沖狀態，這種由于接觸面上的物體發生碰撞而產生的振動為沖擊脈沖。滾動軸承中有疲勞剝落、裂紋、磨損等缺陷時，滾子與內圈和外圈的不規則面相對運動會引起沖擊脈沖，脈沖的能量與沖擊的速度、接觸面有關，這是一種有阻尼衰減性振動，其強弱反映了故障的程度，并與軸承的線速度有關。強脈沖一般持續上升和下降的時間很短，頻譜范圍較寬；弱脈沖持續上升和下降的時間較長，頻譜范圍較窄，包含有限的高頻能量。所有工作中的軸承都存在沖擊脈沖，健康、潤滑良好的軸承中只有粗糙表面中最高的凸起會接觸(貫穿油膜)，并產生相對低幅值的沖擊脈沖；而潤滑較差、外圈、內圈或滾子有損壞的軸承會產生高幅值的沖擊脈沖。在軸承跑合試驗中，軸承的齒輪箱風機側主動軸附近、風機側從動軸附近、電機側主動軸附近和電機側從動軸附近的沖擊脈沖的分貝值具有不同的最大標準分貝值，所以本發明對上述四個位置進行分別判斷。

本發明首先分別采集上述四個位置的振動加速度數據，然后通過信號轉化模塊將加速度數據轉化為振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值，并傳輸給故障判定模塊。再通過對比四個位置處的最大標準分貝值與預先設定的分貝閾值，從而判定軸承的故障情況。

與現有技術相比，該技術方案的有益效果是：

一、該方法能夠預測齒輪箱軸承故障情況，提高了對齒輪箱軸承壽命的可估性，加強了對齒輪箱軸承是否更換的控制性，降低了由齒輪箱軸承故障引起的重大經濟損失。

二、最大標準分貝值是各個位置的振動的沖擊脈沖波的絕對分貝減去沖擊脈沖波的背景分貝得到的，僅僅代表各個位置處振動的沖擊脈沖波情況，該方法利用最大標準分貝值作為判斷依據減小了環境和齒輪箱及軸系本身的低頻干擾，提高了軸承故障判斷的準確性。

進一步，本發明方法所述步驟S1中不同型號軸承在軸承跑合試驗中四個位置的分貝閾值的確定方法是：以型號為M的軸承為例，

A、選擇型號為M的外圈故障軸承、內圈故障軸承、保持架故障軸承和滾子故障軸承各K個，K≥2；

B、每個故障軸承進行J次軸承跑合試驗，J≥3；每次軸承跑合試驗得到一個故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸最大標準分貝值和電機側從動軸最大標準分貝值；計算每個軸承J次軸承跑合試驗得到風機側主動軸最大標準分貝值的平均值、風機側從動軸最大標準分貝值的平均值、電機側主動軸最大標準分貝值的平均值和電機側從動軸最大標準分貝值的平均值；

C、對比所有故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的風機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的風機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的風機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的風機側從動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的電機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的電機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的電機側從動軸分貝閾值

所述每次軸承跑合試驗的操作步驟是：首先，在軸承跑合試驗中，采集故障軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值，并實時傳輸給信號轉化模塊；然后，信號轉化模塊對傳輸來的故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值。

外圈故障軸承、內圈故障軸承、保持架故障軸承和滾子故障軸承的振動的沖擊脈沖波分貝值有所不同，所以在確定各個位置處分貝閾值時，四種故障軸承的沖擊脈沖波分貝值均需要采集。現有方法有通過理論計算的方法得出四種故障的大概分貝值的，但與理論值與實際值差距較大，所以本發明通過多次試驗得出分貝閾值。雖然軸承各部件發生故障的分貝閾值范圍不同，但是差距都很小且有重合段。一旦軸承有故障產生，軸承將全部更換，所以無需確定故障發生在哪個部件，也就是無需確定哪種故障類型的閾值范圍，所以此處取故障軸承每個位置處最小的最大標準分貝為該位置處的分貝閾值。

進一步，本發明方法所述在軸承跑合試驗中，采集試驗軸承或故障軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值的具體方法是：軸承跑合試驗之前，在軸承齒輪箱風機側主動軸附近預留孔處放置加速度傳感器一，風機側從動軸附近預留孔放置加速度傳感器二，電機側主動軸附近預留孔處放置加速度傳感器三，電機側從動軸附近預留孔放置加速度傳感器四；在軸承跑合試驗中，通過加速傳感器實時采集軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值。

這樣，傳感器采用剛性接觸式連接，齒輪箱體傳遞給傳感器的振動削弱程度較小，提高了后續判斷軸承故障的準確性。

進一步，本發明方法所述信號轉化模塊對傳輸來的試驗軸承或故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值的具體方法是：首先通過公式dB_sv＝20lg(a/a₀)計算各個位置的振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv，其中a為傳輸來的各個位置的振動加速度，單位為m/s²，a₀為預設參考值，a₀＝9.81×10^-3m/s²；然后，通過公式dB_i＝20(lgN+0.6lgd-lg2050)計算振動的沖擊脈沖波的背景分貝dB_i，其中N為滾動軸承轉速(轉/分)，d為滾動軸承內圈直徑(毫米)；最后，用各個位置振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv分別減去沖擊脈沖波的背景分貝dB_i即得到所述各個位置處振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值。

進一步，本發明方法所述步驟S4中，根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障的具體做法是：

若試驗軸承同時滿足風機側主動軸最大標準分貝值小于風機側主動軸分貝閾值的60％，風機側從動軸最大標準分貝值小于風機側從動軸分貝閾值的60％，電機側主動軸最大標準分貝值小于電機側主動軸分貝閾值的60％，電機側從動軸最大標準分貝值小于電機側從動軸分貝閾值的60％，則判定軸承無故障，否則，判定軸承可能存在故障，進行進一步其他故障檢測方法的檢測。

根據試驗確定，當軸承的最大標準分貝值為分貝閾值的0-30％時，軸承處于正常狀態；當軸承的最大標準分貝值為分貝閾值30％-60％時，軸承出現輕微失效或者有降低工作狀態的趨勢；當軸承的最大標準分貝值為分貝閾值60％以上時，軸承出現一定程度的缺陷故障。所以，本發明方法中設置分貝閾值的60％為判斷軸承故障的臨界點。

本發明的第二發明目的是提供一種齒輪箱軸承故障檢測系統。該系統能夠檢測并預測齒輪箱軸承是否存在故障的情況，使用該系統有助于工作人員直觀、簡單地掌握齒輪箱軸承跑合試驗的安全服役情況，快速準確地判斷跑合試驗結果。

本發明實現其第二發明目的所采取的技術方案是：一種齒輪箱軸承故障檢測系統，包括信號采集模塊，所述信號采集模塊包括用于檢測跑合過程中試驗軸承振動的沖擊脈沖波加速度數據的加速度傳感器，其特征在于：所述加速度傳感器分別設置在軸承齒輪箱風機側主動軸附近預留孔處，風機側從動軸附近預留孔處，電機側主動軸附近預留孔處和電機側從動軸附近預留孔處，所述試驗軸承四個位置處振動的沖擊脈沖波加速度數據分別為風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值；

所述信號采集模塊將采集的試驗軸承四個位置處振動的沖擊脈沖波加速度數據實時傳輸給信號轉化模塊；

所述信號轉化模塊用于對傳輸來的試驗軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值，然后將所述四個位置的振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值實時傳輸給故障判定模塊；

所述故障判定模塊包括設定單元和判定單元，所述設定單元中預先設置不同型號軸承在軸承跑合試驗中四個位置的分貝閾值，分別為風機側主動軸分貝閾值、風機側從動軸分貝閾值、電機側主動軸分貝閾值和電機側從動軸分貝閾值；

所述判定單元將信號轉化模塊傳輸來的四個位置的振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值與所述相同型號的軸承的四個位置的分貝閾值進行對比，并根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障。

與現有技術相比，該技術方案的有益效果是：

一、該系統能夠預測齒輪箱軸承故障情況，提高了對齒輪箱軸承壽命的可估性，加強了對齒輪箱軸承是否更換的控制性，降低了由齒輪箱軸承故障引起的重大經濟損失。

二、加速度傳感器采用剛性接觸式連接，齒輪箱體傳遞給傳感器的振動削弱程度較小，提高了后續判斷軸承故障的準確性。

三、最大標準分貝值是各個位置的振動的沖擊脈沖波的絕對分貝減去沖擊脈沖波的背景分貝得到的，僅僅代表各個位置處振動的沖擊脈沖波情況，該系統利用最大標準分貝值作為判斷依據減小了環境和齒輪箱及軸系本身的低頻干擾，提高了軸承故障判斷的準確性。

進一步，本發明系統所述故障判定模塊的設定單元中預先設置的不同型號軸承在軸承跑合試驗中的風機側主動軸分貝閾值、風機側從動軸分貝閾值、電機側主動軸分貝閾值和電機側從動軸分貝閾值的確定方法是：以型號為M的軸承為例，

A、選擇型號為M的外圈故障軸承、內圈故障軸承、保持架故障軸承和滾子故障軸承各K個，K≥2；

B、每個故障軸承進行J次軸承跑合試驗，J≥3；每次軸承跑合試驗得到一個故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸最大標準分貝值和電機側從動軸最大標準分貝值；計算每個軸承J次軸承跑合試驗得到風機側主動軸最大標準分貝值的平均值、風機側從動軸最大標準分貝值的平均值、電機側主動軸最大標準分貝值的平均值和電機側從動軸最大標準分貝值的平均值；

C、對比所有故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的風機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的風機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的風機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的風機側從動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的電機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的電機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的電機側從動軸分貝閾值

所述每次軸承跑合試驗的操作步驟是：軸承跑合試驗之前，在軸承齒輪箱風機側主動軸附近預留孔處，風機側從動軸附近預留孔處，電機側主動軸附近預留孔處和電機側從動軸附近預留孔處放置加速度傳感器；在軸承跑合試驗中，通過加速傳感器實時采集軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值，并實時傳輸給信號轉化模塊；然后，信號轉化模塊對傳輸來的故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值。

外圈故障軸承、內圈故障軸承、保持架故障軸承和滾子故障軸承的振動的沖擊脈沖波分貝值有所不同，所以在確定各個位置處分貝閾值時，四種故障軸承的沖擊脈沖波分貝值均需要采集?，F有方法有通過理論計算的方法得出四種故障的大概分貝值的，但與理論值與實際值差距較大，所以本發明通過多次試驗得出分貝閾值。雖然軸承各部件發生故障的分貝閾值范圍不同，但是差距都很小且有重合段。一旦軸承有故障產生，軸承將全部更換，所以無需確定故障發生在哪個部件，也就是無需確定哪種故障類型的閾值范圍，所以此處取故障軸承每個位置處最小的最大標準分貝為該位置處的分貝閾值。

進一步，本發明系統所述信號轉化模塊對傳輸來的試驗軸承或故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值的具體方法是：首先通過公式dB_sv＝20lg(a/a₀)計算各個位置的振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv，其中a為傳輸來的各個位置的振動加速度，單位為m/s²，a₀為預設參考值，a₀＝9.81×10^-3m/s²；然后，通過公式dB_i＝20(lgN+0.6lgd-lg2050)計算振動的沖擊脈沖波的背景分貝dB_i，其中N為滾動軸承轉速(轉/分)，d為滾動軸承內圈直徑(毫米)；最后，用各個位置振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv分別減去沖擊脈沖波的背景分貝dB_i即得到所述各個位置處振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值。

進一步，本發明系統所述判定單元根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障的具體做法是：

若試驗軸承同時滿足風機側主動軸最大標準分貝值小于風機側主動軸分貝閾值的60％，風機側從動軸最大標準分貝值小于風機側從動軸分貝閾值的60％，電機側主動軸最大標準分貝值小于電機側主動軸分貝閾值的60％，電機側從動軸最大標準分貝值小于電機側從動軸分貝閾值的60％，則判定軸承無故障，否則，判定軸承可能存在故障，進行進一步其他故障檢測方法的檢測。

根據試驗確定，當軸承的最大標準分貝值為分貝閾值的0-30％時，軸承處于正常狀態；當軸承的最大標準分貝值為分貝閾值30％-60％時，軸承出現輕微失效或者有降低工作狀態的趨勢；當軸承的最大標準分貝值為分貝閾值60％以上時，軸承出現一定程度的缺陷故障。所以，本發明系統中設置分貝閾值的60％為判斷軸承故障的臨界點。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1為本發明實施例一加速度傳感器的布置示意圖。

圖2為本發明實施例二系統整體框圖。

圖3為本發明實施例二加速度傳感器的布置示意圖。

具體實施方式

實施例一

本發明方法一種具體實施方式是：一種齒輪箱軸承故障檢測方法，包括以下步驟：

S1、在故障判定模塊中設置不同型號軸承在軸承跑合試驗中四個位置的分貝閾值，建立缺陷數據庫；所述四個位置分別為齒輪箱的風機側主動軸附近預留孔處、風機側從動軸附近預留孔處、電機側主動軸附近預留孔處和電機側從動軸附近預留孔處，四個位置的分貝閾值分別為風機側主動軸分貝閾值、風機側從動軸分貝閾值、電機側主動軸分貝閾值和電機側從動軸分貝閾值；

S2、在軸承跑合試驗中，采集試驗軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值，并將所述四個位置處振動加速度數據實時傳輸給信號轉化模塊；

S3、信號轉化模塊對傳輸來的試驗軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值，然后將所述四個位置的振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值實時傳輸給故障判定模塊；

S4、故障判定模塊在步驟S1建立的缺陷數據庫中選擇與所述試驗軸承相同型號的故障軸承，然后分別對比信號轉化模塊傳輸來的風機側主動軸最大標準分貝值與預先設定的風機側主動軸分貝閾值，風機側從動軸最大標準分貝值與預先設定的風機側從動軸分貝閾值，電機側主動軸最大標準分貝值與預先設定的電機側主動軸分貝閾值，電機側從動軸最大標準分貝值與預先設定的電機側從動軸分貝閾值；并根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障。

本例中所述步驟S1中不同型號軸承在軸承跑合試驗中四個位置的分貝閾值的確定方法是：以型號為M的軸承為例，

A、選擇型號為M的外圈故障軸承、內圈故障軸承、保持架故障軸承和滾子故障軸承各K個，K≥2；

B、每個故障軸承進行J次軸承跑合試驗，J≥3；每次軸承跑合試驗得到一個故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸最大標準分貝值和電機側從動軸最大標準分貝值；計算每個軸承J次軸承跑合試驗得到風機側主動軸最大標準分貝值的平均值、風機側從動軸最大標準分貝值的平均值、電機側主動軸最大標準分貝值的平均值和電機側從動軸最大標準分貝值的平均值；

C、對比所有故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的風機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的風機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的風機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的風機側從動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的電機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的電機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的電機側從動軸分貝閾值

所述每次軸承跑合試驗的操作步驟是：首先，在軸承跑合試驗中，采集故障軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值，并實時傳輸給信號轉化模塊；然后，信號轉化模塊對傳輸來的故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值。

本例中所述在軸承跑合試驗中，采集試驗軸承或故障軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值的具體方法是：軸承跑合試驗之前，在軸承齒輪箱風機側主動軸附近預留孔處放置加速度傳感器一，風機側從動軸附近預留孔放置加速度傳感器二，電機側主動軸附近預留孔處放置加速度傳感器三，電機側從動軸附近預留孔放置加速度傳感器四；圖1示出，各個加速度傳感器的布置示意圖。在軸承跑合試驗中，通過加速傳感器實時采集軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值。

本例中所述信號轉化模塊對傳輸來的試驗軸承或故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值的具體方法是：首先通過公式dB_sv＝20lg(a/a₀)計算各個位置的振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv，其中a為傳輸來的各個位置的振動加速度，單位為m/s²，a₀為預設參考值，a₀＝9.81×10^-3m/s²；然后，通過公式dB_i＝20(lgN+0.6lgd-lg2050)計算振動的沖擊脈沖波的背景分貝dB_i，其中N為滾動軸承轉速(轉/分)，d為滾動軸承內圈直徑(毫米)；最后，用各個位置振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv分別減去沖擊脈沖波的背景分貝dB_i即得到所述各個位置處振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值。

本例中所述步驟S4中，根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障的具體做法是：

若試驗軸承同時滿足風機側主動軸最大標準分貝值小于風機側主動軸分貝閾值的60％，風機側從動軸最大標準分貝值小于風機側從動軸分貝閾值的60％，電機側主動軸最大標準分貝值小于電機側主動軸分貝閾值的60％，電機側從動軸最大標準分貝值小于電機側從動軸分貝閾值的60％，則判定軸承無故障，否則，判定軸承可能存在故障，進行進一步其他故障檢測方法的檢測。

實施例二

圖2示出，本發明系統的一種具體實施方式是：一種齒輪箱軸承故障檢測系統，包括信號采集模塊，所述信號采集模塊包括用于檢測跑合過程中試驗軸承振動的沖擊脈沖波加速度數據的加速度傳感器，其特征在于：所述加速度傳感器分別設置在軸承齒輪箱風機側主動軸附近預留孔處，風機側從動軸附近預留孔處，電機側主動軸附近預留孔處和電機側從動軸附近預留孔處，圖3示出各個加速度傳感器的布置示意圖；所述試驗軸承四個位置處振動的沖擊脈沖波加速度數據分別為風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值；

所述信號采集模塊將采集的試驗軸承四個位置處振動的沖擊脈沖波加速度數據實時傳輸給信號轉化模塊；

所述信號轉化模塊用于對傳輸來的試驗軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值，然后將所述四個位置的振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值實時傳輸給故障判定模塊；

所述故障判定模塊包括設定單元和判定單元，所述設定單元中預先設置不同型號軸承在軸承跑合試驗中四個位置的分貝閾值，分別為風機側主動軸分貝閾值、風機側從動軸分貝閾值、電機側主動軸分貝閾值和電機側從動軸分貝閾值；

所述判定單元將信號轉化模塊傳輸來的四個位置的振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值與所述相同型號的軸承的四個位置的分貝閾值進行對比，并根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障。

本例中所述故障判定模塊的設定單元中預先設置的不同型號軸承在軸承跑合試驗中的風機側主動軸分貝閾值、風機側從動軸分貝閾值、電機側主動軸分貝閾值和電機側從動軸分貝閾值的確定方法是：以型號為M的軸承為例，

A、選擇型號為M的外圈故障軸承、內圈故障軸承、保持架故障軸承和滾子故障軸承各K個，K≥2；

B、每個故障軸承進行J次軸承跑合試驗，J≥3；每次軸承跑合試驗得到一個故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸最大標準分貝值和電機側從動軸最大標準分貝值；計算每個軸承J次軸承跑合試驗得到風機側主動軸最大標準分貝值的平均值、風機側從動軸最大標準分貝值的平均值、電機側主動軸最大標準分貝值的平均值和電機側從動軸最大標準分貝值的平均值；

C、對比所有故障軸承的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的風機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的風機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的風機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的風機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的風機側從動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值，取最小的電機側主動軸最大標準分貝值的平均值記為型號為M的軸承的電機側主動軸分貝閾值對比所有故障軸承的電機側從動軸最大標準分貝的平均值，取最小的電機側從動軸最大標準分貝的平均值記為型號為M的軸承的電機側從動軸分貝閾值

所述每次軸承跑合試驗的操作步驟是：軸承跑合試驗之前，在軸承齒輪箱風機側主動軸附近預留孔處，風機側從動軸附近預留孔處，電機側主動軸附近預留孔處和電機側從動軸附近預留孔處放置加速度傳感器，加速度傳感器的布置也如圖3所示；在軸承跑合試驗中，通過加速傳感器實時采集軸承的風機側主動軸振動加速度值、風機側從動軸振動加速度值、電機側主動軸振動加速度值和電機側從動軸振動加速度值，并實時傳輸給信號轉化模塊；然后，信號轉化模塊對傳輸來的故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值。

本例中所述信號轉化模塊對傳輸來的試驗軸承或故障軸承四個位置處振動加速度數據進行計算處理，將風機側主動軸振動加速度值經計算轉化為風機側主動軸最大標準分貝值、風機側從動軸振動加速度值經計算轉化為風機側從動軸最大標準分貝值、電機側主動軸振動加速度值經計算轉化為電機側主動軸最大標準分貝值，電機側從動軸振動加速度值經計算轉化為電機側從動軸最大標準分貝值的具體方法是：首先通過公式dB_sv＝20lg(a/a₀)計算各個位置的振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv，其中a為傳輸來的各個位置的振動加速度，單位為m/s²，a₀為預設參考值，a₀＝9.81×10^-3m/s²；然后，通過公式dB_i＝20(lgN+0.6lgd-lg2050)計算振動的沖擊脈沖波的背景分貝dB_i，其中N為滾動軸承轉速(轉/分)，d為滾動軸承內圈直徑(毫米)；最后，用各個位置振動的沖擊脈沖波的絕對分貝dB_sv分別減去沖擊脈沖波的背景分貝dB_i即得到所述各個位置處振動的沖擊脈沖波的最大標準分貝值。

本例中所述判定單元根據對比結果進行分析、評估，判定試驗軸承是否存在故障的具體做法是：

若試驗軸承同時滿足風機側主動軸最大標準分貝值小于風機側主動軸分貝閾值的60％，風機側從動軸最大標準分貝值小于風機側從動軸分貝閾值的60％，電機側主動軸最大標準分貝值小于電機側主動軸分貝閾值的60％，電機側從動軸最大標準分貝值小于電機側從動軸分貝閾值的60％，則判定軸承無故障，否則，判定軸承可能存在故障，進行進一步其他故障檢測方法的檢測。