[發明專利]軸承故障診斷方法、系統、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202210488210.4
• 申請日: 2022-05-06
• 公開（公告）號: CN114739674A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 徐徐;錢進;楊世飛;孫磊;鄒小勇;劉宗斌
• 申請（專利權）人: 南京凱奧思數據技術有限公司
• 主分類號: G01M13/045
• 分類號: G01M13/045;G06K9/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

本發明公開了一種軸承故障診斷方法、系統、電子設備及存儲介質，通過最優最小熵解卷積作為前置濾波器和后置SSD分解單元組合對軸承加速度信號進行分解；獲取SSD分解后每層奇異譜分量與OMEDA處理后信號的相關系數，將相關系數大于設定值的各層奇異譜分量對應值相加，得到重構加速度信號；通過對重構信號進行包絡解調，并獲得解調譜，將軸承特征頻率帶入包絡譜中尋找對應頻率的幅值，尋找幅值比較突出的特征頻率接近的軸承位置分類，即可初步判斷軸承出現故障的具體位置。能夠顯著增強軸承微弱沖擊信號的沖擊特征，針對軸承早期故障產生的微弱沖擊進行準確定位診斷和識別。

技術領域

本發明屬于軸承故障診斷技術領域，具體涉及一種針對軸承早期故障產生的微弱沖擊的診斷方法、系統及存儲介質。

背景技術

軸承作為傳動系統不可或缺的部件，在工業、運輸業及軍事領域都得到了廣泛的運用，其運行狀態的好壞將直接關系到整個設備的工作情況。軸承出現早期故障時，會產生微弱的沖擊信號，共振頻率通常出現在高頻頻帶范圍內，常用的時頻分析方法對于微弱沖擊信號具有局限性。

現有的基于時間序列的軸承診斷方法中，在奇異值分解網絡SVD的基礎上提出了奇異譜分解(Singular Spectrum Decomposition，SSD)，SSD克服了奇異譜方法SSA的缺陷，可以自適應選取嵌入維數的大小，并從原始時間序列中分解出若干奇異譜分量(SingularSpectrum Component，SSC)。SSD分解可以將軸承故障沖擊信號分解出來，能有效提取軸承故障的信息。

SSD分解雖然可以提取軸承高頻沖擊信號特征，但是針對軸承早期微弱沖擊信號，SSD分解具有局限性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種軸承故障診斷方法、系統、電子設備及存儲介質，能夠顯著增強軸承微弱沖擊信號的沖擊特征，針對軸承早期故障產生的微弱沖擊進行準確定位診斷和識別。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種基于OMEDA-SSD的軸承故障診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、獲取軸承的原始加速度信號；

S2、根據原始加速度信號畫出快速譜峭度，將所有峭度對比，得到最大譜峭度K_max(f_i，Δf_m)所對應的中心頻率f_i和最佳帶寬Δf_m，根據中心頻率f_i和最佳帶寬Δf_m獲取原始加速度信號的共振頻率帶；

S3、根據所述共振頻率帶設置濾波步長，將濾波步長作為參數輸入OMEDA方法中，然后運用最優最小熵解卷積分解OMEDA方法對原始加速度信號進行處理；

S4、對步驟S3處理后信號進行SSD分解；

S5、獲取SSD分解后每層奇異譜分量與步驟S3處理后信號的相關系數，將相關系數大于設定值的各層奇異譜分量對應值相加，得到重構加速度信號；

S6、對重構加速度信號進行包絡解調，得到包絡譜；

S7、根據待診斷軸承型號和/或結構參數計算出軸承特定部件或結構的特征頻率；

S8、查看包絡譜中軸承特征頻率幅值大小，如果軸承某個特定部件或結構的特征頻率幅值超出包絡閾值，則這個特征頻率所對應的軸承部件出現了故障。

上述技術方案中，步驟S2中，軸承共振頻率帶的共振頻率在6400～7600Hz范圍內。

上述技術方案中，步驟S3中的所述OMEDA分解通過非迭代精確計算濾波器系數，并構造一系列FIR濾波器，使得濾波后信號的D-范數最大，以獲取沖擊脈沖。