[發(fā)明專利]一種基于MESEM和FFT的擺線錐齒輪故障診斷方法無效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201310237689.5 | 申請(qǐng)日： | 2013-06-17 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN103308306A | 公開（公告）日： | 2013-09-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉志峰;羅兵;楊文通;張敬瑩 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01M13/02 | 分類號(hào)： | G01M13/02 |
| 代理公司： | 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203 | 代理人： | 張慧 |
| 地址： | 100124 *** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 mesem fft 擺線 齒輪 故障診斷 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于齒輪故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于MESEM和FFT的擺線錐齒輪故障診斷方法。
背景技術(shù)
擺線錐齒輪作為螺旋錐齒輪的兩大齒制之一，通過齒的連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力高、硬齒面刮削技術(shù)等特點(diǎn)，從而特別適用于大功率和大扭矩重載傳動(dòng)領(lǐng)域，是重型高檔數(shù)控機(jī)床、汽車傳動(dòng)系統(tǒng)、航空航天裝備等重要領(lǐng)域中的核心傳動(dòng)部件。該種齒輪通常在重載、沖擊、變載荷等復(fù)雜工況下工作，常產(chǎn)生點(diǎn)蝕、膠合、磨損甚至斷齒等現(xiàn)象，最終發(fā)生故障。若未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除故障，可能導(dǎo)致整臺(tái)機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障或中斷，也可能帶來巨大的安全隱患和巨額經(jīng)濟(jì)損失。因此，研究擺線錐齒輪的故障診斷技術(shù)，盡早發(fā)現(xiàn)并及時(shí)消除故障對(duì)于保障機(jī)械設(shè)備安全、避免事故和巨額經(jīng)濟(jì)損失及提高設(shè)備使用性能，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
針對(duì)擺線錐齒輪的故障診斷，可利用的診斷信息很多，包括溫度，振動(dòng)，噪聲等，但振動(dòng)信號(hào)最能直接反應(yīng)其狀態(tài)，且實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單快捷，因此，常將振動(dòng)信號(hào)的特征信息作為該齒輪的狀態(tài)反應(yīng)。只有有效地從振動(dòng)信號(hào)中提取出故障特征信息，才能得到準(zhǔn)確的診斷結(jié)果。本發(fā)明提出了一種基于MESEM（最大熵譜估計(jì)法，Maximum?Entropy?Spectral?Estimation?Method）和FFT（快速傅里葉變換，F(xiàn)ast?Fourier?Transform）的擺線錐齒輪故障診斷方法，能夠準(zhǔn)確地提取出故障中的故障頻率，實(shí)現(xiàn)齒輪的故障診斷。本發(fā)明方法不僅能達(dá)到擺線錐齒輪狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的目的，且為其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械復(fù)合故障診斷技術(shù)提供了有效借鑒。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于MESEM和FFT的擺線錐齒輪故障診斷方法，通過對(duì)擺線錐齒輪振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和處理，準(zhǔn)確快速地提取出齒輪故障特征。本發(fā)明為擺線錐齒輪的故障診斷和特征提取提供了新方法，且為其他旋轉(zhuǎn)機(jī)械復(fù)合故障診斷技術(shù)提供了有效借鑒。
本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：
1、利用加速度傳感器對(duì)擺線錐齒輪箱進(jìn)行測(cè)量，采集該種齒輪的加速度振動(dòng)信號(hào)作為待分析信號(hào)；
2、將采集的待分析信號(hào)導(dǎo)入Matlab軟件中，得到原始信號(hào)x(t)，利用MESEM計(jì)算原始信號(hào)x(t)的最大熵譜MES(f)；
2.1.在信號(hào)自回歸模型中，信號(hào)序列的現(xiàn)在值可以視為其過去值的線性組合的一步預(yù)測(cè)，即：
其中，m為階數(shù)，為m階預(yù)測(cè)誤差濾波器系數(shù)，ek為零均值白噪聲；
2.2.以xk-i(i=1,2,3,...,m)乘以2.1中式的兩邊并取兩邊的數(shù)學(xué)期望，得到數(shù)學(xué)期望矩陣表達(dá)式：
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