【技术实现步骤摘要】
一种基于循环平稳分析的滚动轴承故障特征提取方法
本专利技术属于齿轮箱故障诊断领域,具体涉及一种基于循环平稳分析的滚动轴承故障特征提取方法。
技术介绍
齿轮箱是飞机、车等关键传动部件,结构复杂,长期处于高速、交变重载的恶劣环境下,又由于其无冗余设计,容易产生故障和损坏,其健康状况直接关系到飞机、车的安全运行和驾驶人员的生命安全。而滚动轴承作为齿轮箱的关键部件之一,对齿轮箱的健康运行起到了至关重要的作用。因此,为了提高齿轮箱的运行安全进而保证飞机、车运行安全性以及防止事故发生,就必须对轴承的相关故障特征进行准确提取。通常,齿轮箱振动信号中滚动轴承的信号成分所占比例较少,极易被其他部件如齿轮、轴等信号掩盖。因此,如何能够在耦合的齿轮箱复杂振动信号中提取出滚动轴承的相关微弱信号,成为了开展齿轮箱滚动轴承故障诊断的关键技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是:提供一种基于循环平稳分析的滚动轴承故障特征提取方法,能够从耦合的齿轮箱振动信号中提取出滚动轴承的微弱故障特征信号。本专利技术采用谱峭度理论确定带通滤波的中心频率和带宽,采用带通滤波器对振动信号进行滤波,最后基于循环平稳分析的方法提取轴承的故障特征信号。本专利技术提供的技术方案为,提供一种基于循环平稳分析的滚动轴承故障特征提取方法,所述提取方法包括,获取齿轮箱的振动信号X(t),对所述振动信号X(t)进行谱峭度分析,获得所述振动信号X(t)的谱峭度值,确定谱峭度值最大处所对应的频带的中心频率和频率带宽;t为信号获取时间 ...
【技术保护点】
1.一种基于循环平稳分析的滚动轴承故障特征提取方法,其特征在于,所述提取方法包括,/n获取齿轮箱的振动信号X(t),对所述振动信号X(t)进行谱峭度分析,获得所述振动信号X(t)的谱峭度值,确定谱峭度值最大处所对应的频带的中心频率和频率带宽;t为信号获取时间;/n根据所述中心频率和频率带宽,确定频带范围,并在所述频带范围内,对所述振动信号X(t)进行带通滤波,得到滤波信号Y(t);/n对所述滤波信号Y(t)进行二阶循环平稳分析,得到谱相关密度函数;/n根据齿轮箱内的滚动轴承的结构参数,计算滚动轴承的外圈通过频率f_o、内圈通过频率f_i、滚动体故障频率f_b、保持架故障频率f_s;/n利用所述谱相关密度函数计算所述外圈通过频率f_o、内圈通过频率f_i、滚动体故障频率f_b、保持架故障频率f_s在各自对应的循环频率区间内的所有切片的均方根值;选取所述外圈通过频率f_o、内圈通过频率f_i、滚动体故障频率f_b、保持架故障频率f_s在各自对应的循环频率区间内的均方根值的最大值,分别作为滚动轴承外圈、内圈、滚动体、保持架的故障特征。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于循环平稳分析的滚动轴承故障特征提取方法,其特征在于,所述提取方法包括,
获取齿轮箱的振动信号X(t),对所述振动信号X(t)进行谱峭度分析,获得所述振动信号X(t)的谱峭度值,确定谱峭度值最大处所对应的频带的中心频率和频率带宽;t为信号获取时间;
根据所述中心频率和频率带宽,确定频带范围,并在所述频带范围内,对所述振动信号X(t)进行带通滤波,得到滤波信号Y(t);
对所述滤波信号Y(t)进行二阶循环平稳分析,得到谱相关密度函数;
根据齿轮箱内的滚动轴承的结构参数,计算滚动轴承的外圈通过频率f_o、内圈通过频率f_i、滚动体故障频率f_b、保持架故障频率f_s;
利用所述谱相关密度函数计算所述外圈通过频率f_o、内圈通过频率f_i、滚动体故障频率f_b、保持架故障频率f_s在各自对应的循环频率区间内的所有切片的均方根值;选取所述外圈通过频率f_o、内圈通过频率f_i、滚动体故障频率f_b、保持架故障频率f_s在各自对应的循环频率区间内的均方根值的最大值,分别作为滚动轴承外圈、内圈、滚动体、保持架的故障特征。
2.根据权利要求1所述的滚动轴承故障特征提取方法,其特征在于,所述提取方法还包括,所述频带范围为[f_fl,f_cl],其中,
f_fl=f_mid-f_band/2;f_cl=f_mid+f_band/2;f_mid表示中心频率,f_band表示频率带宽。
3.根据权利要求1所述的滚动轴承故障特征提取方法,其特征在于,对所述滤波信号Y(t)进行二阶循环平稳分析,包括:
计算滤波信号Y(t)的时变自相关函数ry(t,τ);τ为时延因子;
对时变自相关函数ry(t,τ)按照变量τ做离散傅里叶变换得到循环自相关函数Ry(τ,α);α为信号循环频率;
将所述循环自...
【专利技术属性】
技术研发人员:单添敏,沈勇,王景霖,林泽力,曹亮,李胜男,
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司上海航空测控技术研究所,
类型:发明
国别省市:上海;31
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