[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)的軸承狀態(tài)識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010045618.5
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111178327A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張彩霞;王向東;胡紹林
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G01M13/045
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 蔡偉杰

本發(fā)明涉及故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的軸承狀態(tài)識別方法及系統(tǒng)，所述方法為：首先根據(jù)軸承的物理參數(shù)確定軸承的特征頻率，所述特征頻率包括：滾動軸承外圈故障特征頻率、滾動軸承內(nèi)圈故障特征頻率、滾動體故障特征頻率、保持架故障特征頻率；接著獲取軸承的振動信號，實時判斷軸承的振幅是否偏離閾值范圍；當(dāng)軸承的振幅在閾值范圍內(nèi)時，根據(jù)所述軸承的當(dāng)前運行頻率與所述特征頻率的偏離度進行狀態(tài)識別，得出軸承的當(dāng)前狀態(tài)，本發(fā)明能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的進行軸承狀態(tài)識別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的軸承狀態(tài)識別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

滾動軸承在旋轉(zhuǎn)機械中應(yīng)用最為廣泛，同時也是最易損壞的元件之一。旋轉(zhuǎn)機械的許多故障都與滾動軸承有關(guān)，軸承的工作好壞對機械的工作狀態(tài)有很大影響，其缺陷會導(dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生異常振動和噪聲，嚴(yán)重時甚至損壞設(shè)備。對滾動軸承進行正確的狀態(tài)監(jiān)測及診斷，是現(xiàn)代化企業(yè)的設(shè)備優(yōu)化管理及預(yù)知維修的一個重要方面。

滾動軸承是將運轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件。滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動體是借助于保持架均勻的將滾動體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動體均勻分布，引導(dǎo)滾動體旋轉(zhuǎn)起潤滑作用。

滾動軸承的故障現(xiàn)象一般表現(xiàn)為軸承溫度過高、軸承噪音和軸承磨損。大部分的軸承故障不易察覺，只有出現(xiàn)機器高溫、跳動幅度大、異響等情況時，才會引起察覺，但是到人們發(fā)覺時，大部分滾動軸都已磨損，從而造成機器停機。

因此，為實現(xiàn)對軸承的可靠監(jiān)測，預(yù)防軸承出現(xiàn)故障，降低事故發(fā)生情況，有必要提供一種實時、準(zhǔn)確的軸承狀態(tài)識別方案。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的軸承狀態(tài)識別方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確的進行軸承狀態(tài)識別。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于深度學(xué)習(xí)的軸承狀態(tài)識別方法，包括：

根據(jù)軸承的物理參數(shù)確定軸承的特征頻率，所述特征頻率包括：滾動軸承外圈故障特征頻率、滾動軸承內(nèi)圈故障特征頻率、滾動體故障特征頻率、保持架故障特征頻率；

獲取軸承的振動信號，實時判斷軸承的振幅是否偏離閾值范圍；

當(dāng)軸承的振幅在閾值范圍內(nèi)時，根據(jù)所述軸承的當(dāng)前運行頻率與所述特征頻率的偏離度進行狀態(tài)識別，得出軸承的當(dāng)前狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)軸承的物理參數(shù)確定軸承的特征頻率，具體為：

獲取軸承中旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)頻f_n、軸承節(jié)徑D、滾動體直徑d、滾動體個數(shù)z、滾動軸承的接觸角α；

通過以下公式計算滾動軸承外圈故障特征頻率f_o：

通過以下公式計算滾動軸承內(nèi)圈故障特征頻率f_i：

通過以下公式計算滾動體故障特征頻率f_bsf：

通過以下公式計算保持架故障特征頻率f_ftf：

優(yōu)選地，所述獲取軸承的振動信號，實時判斷軸承的振幅是否偏離閾值范圍，具體為：

獲取軸承的振動信號，以軸承的振動周期作為時間段，對進行分段，提取每段振動信號的峰值；

根據(jù)每段振動信號的峰值計算振動信號的平均峰值和均方根值；

根據(jù)平均峰值和均方根值得出振動信號的峰值因子；