[發明專利]一種活塞式空壓機曲軸箱滾動軸承故障診斷方法

在審

• 申請號: 201811026014.5
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109187024A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 向家偉;劉輝
• 申請（專利權）人: 溫州大學激光與光電智能制造研究院
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 陳加利

1.一種活塞式空壓機曲軸箱滾動軸承故障診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)從活塞式空壓機采集得到滾動軸承振動信號，采用VMD對原始的活塞式空壓機滾動軸承振動信號進行分解，獲得既定數量的模態分量；將峭度指標應用于所有分解得到的模態分量得到各自的峭度值，選取最大峭度值對應的模態分量為最優分量；

(2)并對其應用最小熵解卷積增強故障激勵的周期沖擊特性，得到增強信號；

(3)對增強信號使用希爾伯特包絡分析解調故障頻率，通過與故障理論計算頻率值對比得到故障診斷結果。

2.根據權利要求1所述的活塞式空壓機曲軸箱滾動軸承故障診斷方法，其特征在于步驟(1)中VMD技術分解處理的步驟如下：

非平穩信號y(t)表達為下式：

y(t)＝∑_ku_k (1)；

VMD的實質是求解約束變分模型的最優解，該模型由以下公式給出：

式中：{u_k}＝{u₁,...,u_k}是每個分解分量的集合，{ω_k}:＝{ω₁,...,ω_k}是每個分解分量對應的的中心頻率的集合；

為了將約束問題轉化為無約束問題，引入了二次罰項α和拉格朗日乘子λ，無約束變分模型可表達為：

式中：其中δ是Dirac分布，*是卷積算子；

根據上式，可推導出分解分量、中心頻率及拉格朗日乘子更新公式，即：

3.根據權利要求1所述的活塞式空壓機曲軸箱滾動軸承故障診斷方法，其特征在于步驟(1)中峭度指標公式如下：

式中：n，μ和σ分別表示信號的長度、均值和標準差。

4.根據權利要求1所述的活塞式空壓機曲軸箱滾動軸承故障診斷方法，其特征在于步驟(2)中應用最小熵解卷積增強故障激勵的周期沖擊特性，過程如下：

沖擊信號x(t)由結構濾波器H處理，下一個輸入信號y(t)是由濾波信號w(t)和噪聲n(t)組成的，輸入信號y(t)在由反濾波器F處理，得到的輸出信號z(t)；

逆濾波器F是系數為L的有限脈沖響應濾波器，它被建模為：

其中f(L)通過以下公式反演系統的脈沖響應函數H，公式為

f(l)*h(t)＝δ(t-l_m) (9)；

l_m是一種逆濾波器，在使整個信號不發生變化的情況下保持原來的脈沖間隔不變。