[發(fā)明專利]一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110908516.6
• 申請(qǐng)日: 2021-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113591248A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣棟年;把余江;高玉鑫;曹慧超;申富媛;毛海杰;李亞潔;魯春燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F17/16;G06F119/02
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務(wù)所(普通合伙) 62201
• 代理人: 周立新

1.一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）通過(guò)振動(dòng)加速度傳感器采集軸承正常狀態(tài)時(shí)和故障狀態(tài)時(shí)振動(dòng)模擬信號(hào)，并將所采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

（2）將數(shù)字信號(hào)采用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解樣本熵特征提取方法，得到軸承在正常狀態(tài)下的信息熵H（X_i）和故障狀態(tài)下的信息熵H^f1（X_i）；

（3）將軸承正常狀態(tài)下與故障狀態(tài)下的信息熵進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)信息熵對(duì)比判斷故障類型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法，其特征在于，所述步驟（1）中對(duì)采集到的振動(dòng)模擬信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理以及A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，然后將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法，其特征在于，所述步驟（2）中對(duì)實(shí)時(shí)處理后的數(shù)字信號(hào)采用集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解法提取數(shù)據(jù)，得到傳感器實(shí)際輸出與期望輸出的數(shù)據(jù)殘差r_i，通過(guò)數(shù)據(jù)殘差r_i計(jì)算出振動(dòng)加速度傳感在軸承正常狀態(tài)以及故障狀態(tài)時(shí)的信息熵H（X_i）和H^f1（X_i），其計(jì)算公式為：

（1）

式中，為多元正態(tài)分布的協(xié)方差矩陣，n為數(shù)據(jù)維數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法，其特征在于，所述公式（1）引入H（X_i）-H^f1（X_i），得到

（2）

式中：為軸承發(fā)生故障時(shí)的概率密度函數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法，其特征在于，所述公式（2）符合K-L散度的表達(dá)式，即

（3）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種礦井提升機(jī)傳動(dòng)部件中軸承故障診斷方法，其特征在于，所述對(duì)計(jì)算公式（1）引入馬哈拉諾比斯變換得到改進(jìn)后的公式：

（4）

式中：為多元正態(tài)分布的協(xié)方差矩陣，n為數(shù)據(jù)維數(shù)；

將公式（4）引入公式（3）中得到：

（5）

式中：為未發(fā)生故障時(shí)軸承數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，為發(fā)生故障時(shí)軸承的協(xié)方差矩陣。