[發(fā)明專利]一種軸承復合故障診斷方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210307656.2
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114858453A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王宏超;韓捷;胡鑫;李永耀
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州恩普特科技股份有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 史萌楊

本發(fā)明屬于軸承故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸承復合故障診斷方法。該方法首先獲取軸承的振動信號，然后進行譜相關(guān)計算，并依據(jù)譜相關(guān)計算結(jié)果進行改進譜相關(guān)計算，最后基于改進譜相關(guān)計算結(jié)果沿載頻方向進行積分以進行增強譜相關(guān)計算，從而得到只反映調(diào)制頻率特征的頻譜結(jié)果，即得到忽略載頻特征的時頻譜結(jié)果，以更直觀地反映故障特征提取結(jié)果，有效解決由于信號之間的耦合性以致傳統(tǒng)包絡(luò)譜分析方法無法有效提取滾動軸承復合故障特征的問題，只提取出滾動軸承發(fā)生故障時的目標特征頻率?調(diào)制頻率，有效改進傳統(tǒng)譜分析同時提取調(diào)制頻率及載頻造成時頻分析結(jié)果中譜線分布復雜的缺點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軸承故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸承復合故障診斷方法。

背景技術(shù)

作為旋轉(zhuǎn)機械中應用最為廣泛也是最容易發(fā)生故障的支撐部件之一——滾動軸承，其安全運行往往決定著整個設(shè)備的狀態(tài)。對滾動軸承進行及時有效的故障判斷，有著重要的經(jīng)濟及安全意義。然而，當滾動軸承發(fā)生復合故障時，由于各個單一故障信號之間的相互耦合性以及背景噪聲的影響，常規(guī)分析方法如包絡(luò)譜分析難以取得有效的特征提取效果。

基于二階循環(huán)統(tǒng)計量的譜相關(guān)分析方法是一種有效的滾動軸承故障特征提取時頻分析方法，可以取代包絡(luò)譜分析對滾動軸承復合故障進行特征提取。但在實際應用中譜相關(guān)分析方法不僅提取出滾動軸承發(fā)生故障時的調(diào)制頻率，而且還提取出載頻，造成最終時頻分析結(jié)果中譜線分布結(jié)構(gòu)的復雜性，影響故障特征提取結(jié)果的直觀反映，無法快速提取出復合故障特征頻率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種軸承復合故障診斷方法，用以解決利用現(xiàn)有技術(shù)的譜相關(guān)計算方法無法直觀反映復合故障特征的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案以及技術(shù)方案對應的有益效果如下：

本發(fā)明的一種軸承復合故障診斷方法，包括如下步驟：

1)獲取軸承的振動信號；

2)對振動信號進行譜相關(guān)計算，得到譜相關(guān)計算結(jié)果；

3)根據(jù)譜相關(guān)計算結(jié)果，根據(jù)下式進行改進譜相關(guān)計算，得到改進譜相關(guān)計算結(jié)果：

式中，表示改進譜相關(guān)計算結(jié)果，f表示載頻，α表示故障特征頻率，表示譜相關(guān)計算結(jié)果，^*表示譜相關(guān)內(nèi)積；

4)根據(jù)改進譜相關(guān)計算結(jié)果，沿載頻方向進行積分進行增強譜相關(guān)計算，得到增強譜相關(guān)計算結(jié)果：

式中，f₁與f₂表示改進譜相關(guān)譜中能量分布集中處最小載頻及最大載頻，表示增強譜相關(guān)計算結(jié)果；

5)根據(jù)增強譜相關(guān)計算結(jié)果，提取軸承的復合故障特征。

上述技術(shù)方案的有益效果為：面對采用現(xiàn)有技術(shù)中譜相關(guān)分析方法不僅提取出軸承發(fā)生故障時的調(diào)制頻率，還提取出載頻的現(xiàn)象，本發(fā)明首先使用改進譜相關(guān)分析方法對軸承復合故障進行時頻分析，使分析結(jié)果相對于傳統(tǒng)譜相關(guān)時頻分析結(jié)果具有更優(yōu)的時頻特征提取效果及分辨率，在此基礎(chǔ)上，計算相應的增強譜相關(guān)，從而得到只反映調(diào)制頻率特征的頻譜結(jié)果，即忽略載頻特征的時頻譜結(jié)果，以更直觀地反映故障特征提取結(jié)果，有效解決由于信號之間的耦合性以致傳統(tǒng)包絡(luò)譜分析方法無法有效提取滾動軸承復合故障特征的問題，只提取出滾動軸承發(fā)生故障時的目標特征頻率-調(diào)制頻率，有效改進傳統(tǒng)譜分析同時提取調(diào)制頻率及載頻造成時頻分析結(jié)果中譜線分布復雜的缺點。

進一步地，為了提高軸承復合故障特征提取效率，步驟1)中，所述軸承的振動信號為發(fā)生報警時的振動信號。

進一步地，所述振動信號為加速度信號一次積分后的速度信號。