[發明專利]一種軸承故障的診斷方法

有效

• 申請號: 201010191771.5
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102269655A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 江志農;何威;馮坤;馬波;馬晉
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04;G01P15/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.一種軸承故障的診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

(1).利用加速度傳感器采集軸承振動加速度信號；

(2).采用形態學閉運算形式獲得振動加速度信號的形態譜；

(3).通過步驟(2)所述的形態譜的確定形態學結構單元的參數，提取出故障沖擊序列；

(4).觀察步驟(2)所述的形態譜上是否在故障特征頻率處存在明顯的峰值，或者觀察步驟(3)所述的提取出來的沖擊序列是否具有明顯的周期性，并對應著相應的故障特征頻率，進而判斷旋轉機械是否發生故障。

2.根據權利要求1所述的軸承故障的診斷方法，其特征在于，所述的步驟(3)進一步包括：

(3.1).設軸承振動加速度信號為x(n)，采樣頻率為f_s，設定感興趣的沖擊頻率定義域D_F；

(3.2).對于D_F里的所有元素f，選取扁平結構單元的長度M＝0.6f_s/f，然后x(n)對進行形態學閉運算處理，得到形態學包絡；

(3.3).提取形態學包絡上的峰值，得到沖擊串序列p(n)。

3.根據權利要求2所述的軸承故障的診斷方法，其特征在于進一步包括：計算p(n)中周期為T的沖擊的個數N_p與理想情況下的周期性沖擊的個數N_F的比，得到形態譜R(f)：

R(f)＝N_p/N_f

其中N_f為N_f＝L□f/f_s，L為信號的采樣長度。

4.根據權利要求1所述的軸承故障的診斷方法，其特征在于步驟(2)中所述的形態學閉運算進一步包括兩個步驟：

首先對滾動軸承加速度信號f(n)進行膨脹操作(DIL)

DIL(n)＝(x⊕g)(n)＝max_m∈D[x(n-m)+g(m)]

然后再對DIL(n)進行腐蝕操作ER，得到滾動軸承加速信號的形態學包絡

CL(n)：

CL(n)＝(DIL$g)(n)＝min_m∈D[DIL(n+m)-g(m)]

其中g(n)為扁平形態學結構單元，定義為g(n)＝{0，0，....，0}_1×M，D為g(n)的定義域。

5.根據權利要求1所述的軸承故障的診斷方法，其特征在于，所述的步驟(4)中若故障特征頻率處存在明顯的峰值，或者觀察提取出來的沖擊具有明顯的周期性，且對應著相應的故障特征頻率，則旋轉機械發生故障。

6.根據權利要求1所述的軸承故障的診斷方法，其特征在于，所述的軸承為滾動軸承。