张国华 郝刘仓 曹振芳

邯郸净化设备研究所，河北 邯郸 056027

1 引 言

作为一种传动装备，锚机齿轮箱庞大的体型和其拆装困难是其长期以来不易维修的重要原因之一。受工况条件所限，传统的信号处理技术，如FFT等［1］的故障诊断效果并不理想，这是因为信号中包括了船体、动力源、齿轮、轴承、齿轮箱本体以及锚机间的干扰等诸多因素。因此，在有限条件下采用何种方法对大型机械装备进行信号处理和故障诊断是亟待解决的问题。

用于齿轮与轴承上的信号处理与故障诊断的方法很多。其中，频谱分析［2］是一种整体变换，分析的结果为信号在频域内的统计平均值，不能反映信号的局部信息，因而其只能分析频率不随时间变化的线性和平稳信号。短时傅立叶分析［3-4］是在信号傅立叶变换前加上有限时间窗函数，通过窗在时间轴上的移动而使信号逐段被分析，从而得到信号的一组“局部”频谱。虽然该方法可用于时域局部化分析，但窗口没有自适应性，不适用于旋转机械中常见的多尺度信号和突变过程。Wigner-Ville分布［5］具有很高的时频分辨率，时频聚集性较好，且具有对称性、时移性、频移性和可逆性等特点，但其对多分量信号会产生交叉项，不宜分析复杂信号。小波分析［6-7］是一种时域与频域相结合的分析方法，具有良好的局部化特性，并可根据不同的需要选择不同的小波基函数和分解尺度，对旋转机械故障诊断具有很好的适应性，但是小波基函数和分解尺度的选定仍然缺乏系统性理论的指导，对于齿轮箱这样的复杂信号，若选择不当，就很难明确故障特征，因此需要具备丰富的故障诊断实践经验。……