本发明专利技术提供一种轴承零件特征频率的估算方法和系统，采集轴承的原始加速度信号并进行预处理获得包络谱；根据转速计算出转频，将转频数值的大小作为窄带窗口的宽度；S3、在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出振幅最大值所对应的频率，以及除了该频率及其倍频外振幅从大到小排序前三所对应的频率；计算各频率系统，将各频率系数从大到小排列，通过比较振幅最大值所对应的频率系数在四组系数中的位置确定轴承故障的零件。本发明专利技术能够自动估算出轴承各零件的特征频率，无需拆卸设备检查轴承的型号，避免了复杂计算，诊断结果准确且效率高，非常适于大型设备现场使用。常适于大型设备现场使用。常适于大型设备现场使用。
【技术实现步骤摘要】
一种轴承零件特征频率的估算方法和系统
[0001]本专利技术属于智能故障诊断
，具体涉及轴承智能故障诊断技术。
技术介绍
[0002]轴承作为广泛应用于工业领域的部件，具有支撑平稳、结构紧凑的特点。对于流程行业而言，当轴承发生故障时造成的停机或停产会造成很大的经济损失。因此实时掌握轴承的运行状态，提前预知轴承故障对企业安全高效生产意义重大。振动监测作为旋转机械状态检测的有效工具，已被广泛接受。当轴承零件发生故障时，轴承振动信号会发生明显的变化，此时该零件特征频率所对应的幅值会出现明显的增大。因此对轴承故障进行诊断时，轴承各零件特征频率的识别显得尤为重要。
[0003]但是在实际过程中，常常需要拆卸设备检查轴承的型号，由于大型设备拆解不易，常常造成轴承的型号不能提供，也有轴承因为自身原因无法清楚显示型号，这就导致无法识别轴承各零件的特征频率，更进一步无法识别轴承各零件的故障。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种轴承零件特征频率的估算方法和系统，无需拆卸设备检查轴承的型号即可获得轴承各零件的特征频率，以便准确识别轴承故障。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种轴承零件特征频率的估算方法，其特征在于包括如下步骤：
[0007]S1、采集轴承的原始加速度信号并进行预处理获得包络谱；
[0008]S2、根据转速计算出转频f
转
＝RPM/60，将转频数值的大小作为窄带窗口的宽度；
[0009]S3、在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出振幅最大值所对应的频率f1；
[0010]S4、由频率系数为各频率与转频的比值，计算频率f1对应的频率系数k1；
[0011]S5、在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出除了频率f1及其倍频外振幅从大到小排序前三所对应的频率f2、f3和f4；
[0012]S6、计算出频率f2、f3和f4分别对应的频率系数k2、k3和k4；
[0013]S7、将频率系数k1、k2、k3和k4从大到小排列，通过比较k1在四组系数中的位置确定轴承故障的零件或具体部位。
[0014]也即如果k1排第一，则轴承出现故障的零件是内环；如果k1排第二，则轴承出现故障的零件是外环；如果k1排第三，则轴承出现故障的零件是滚子；如果k1排第四，则轴承出现故障的零件是保持架。
[0015]上述技术方案中，轴承零件包括内环、外环、滚子、保持架。
[0016]上述技术方案中，步骤S1信号预处理过程如下：
[0017]S11、获取轴承的原始加速度信号；S12、原始加速度信号加汉宁窗，获得加窗后的信号；S13、根据转速设置滤波频带，获得滤波后的信号；S14、对滤波后的信号进行包络解调，获得包络谱。
[0018]上述技术方案中，步骤S13中，根据转速设置信号进行包络分析的滤波频带：当转速为0～50r/min时，滤波频带为5～100Hz；当转速为50～500r/min时，滤波频带为100～1KHz；当转速为500～5000r/min时，滤波频带为1K～10KHz；当转速为5000r/min以上时，滤波频带为10K～40KHz。
[0019]上述技术方案中，步骤S7根据特征频率系数的排列顺序最终确定出轴承各零件的特征频率。
[0020]一种轴承零件特征频率的估算系统，其特征在于存储有执行上述轴承零件特征频率的估算方法的程序。
[0021]一种轴承零件特征频率的估算系统，其特征在于包括：
[0022]轴承信号采集和预处理单元，用于采集轴承的原始加速度信号并进行预处理获得包络谱；
[0023]窄带窗口滤波单元，用于根据转速计算出转频f
转
＝RPM/60，将转频数值的大小作为窄带窗口的宽度；在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出振幅最大值所对应的频率f1和对应的频率系数k1；在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出除了频率f1及其倍频外振幅从大到小排序前三所对应的频率f2、f3和f4；并对应计算出频率f2、f3和f4分别对应的频率系数k2、k3和k4；其中，频率系数为各频率与转频的比值；
[0024]故障分析单元，用于将频率系数k1、k2、k3和k4从大到小排列，通过比较k1在四组系数中的位置确定轴承故障的部件，按照k1在四组系数中由大到小的排列位置，对应故障零件的位置分别确定为内环、外环、滚子、保持架。
[0025]上述技术方案中，轴承信号采集和预处理单元用于通过以下方式进行预处理：通过对原始加速度信号加汉宁窗，获得加窗后的信号；根据转速设置滤波频带，获得滤波后的信号；对滤波后的信号进行包络解调，获得包络谱。
[0026]上述技术方案中，轴承信号采集和预处理单元根据转速设置信号进行包络分析的滤波频带：当转速为0～50r/min时，滤波频带为5～100Hz；当转速为50～500r/min时，滤波频带为100～1KHz；当转速为500～5000r/min时，滤波频带为1K～10KHz；当转速为5000r/min以上时，滤波频带为10K～40KHz。
[0027]上述技术方案中，故障分析单元还用于根据特征频率系数的排列顺序最终确定出轴承各零件的特征频率。
[0028]相对于现有技术来说，本专利技术的有益效果如下：
[0029]本专利技术通过采集加速度信号即可确定故障点，检测方法和系统实现都比较简单，无需拆卸设备检查轴承的型号。
[0030]本专利技术根据轴承振动较大信号能自动估算出轴承各零件的特征频率，检测原理简单，避免了复杂计算，提高了检测效率和准确度。
[0031]本专利技术将转频作为窄带窗口，在包络谱上滑动，筛选出轴承的特征频率。这种方法设计巧妙，避免了众多试错可能，避免了复杂计算，提高了检测效率和准确度，可以适于众多同类场合故障诊断。
附图说明
[0032]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0033]图1是本专利技术轴承零件特征频率的估算方法的流程图。
[0034]图2是本专利技术轴承零件特征频率的估算方法的信号预处理流程图。
[0035]图3是本专利技术一个实施例中获取的包络谱图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0037]实施例1：
[0038]图1为根据本专利技术实施的轴承各零件特征频率的估算方法的流程图，具体包括以下步骤：
[0039]S1、信号的预处理，如图2所示：1、获取轴承的原始加速度信号；2、原始加速度信号加汉宁窗，获得加窗后的信号；3、根据转速设置滤波频带，获得滤波后的信号；4、对滤波后的信号进行包络解调，获得包络谱；
[0040]S2、根据转速计算出转频f
转
(f
转
＝本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轴承零件特征频率的估算方法，其特征在于包括如下步骤：S1、采集轴承的原始加速度信号并进行预处理获得包络谱；S2、根据转速计算出转频f
转
＝RPM/60，将转频数值的大小作为窄带窗口的宽度；S3、在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出振幅最大值所对应的频率f1；S4、由频率系数为各频率与转频的比值，计算频率f1对应的频率系数k1；S5、在包络谱频带上滑动窄带窗口，筛选出除了频率f1及其倍频外振幅从大到小排序前三所对应的频率f2、f3和f4；S6、计算出频率f2、f3和f4分别对应的频率系数k2、k3和k4；S7、将频率系数k1、k2、k3和k4从大到小排列，通过比较k1在四组系数中的位置确定轴承故障的零件。2.根据权利要求1所述的轴承零件特征频率的估算方法，其特征在于所述轴承零件包括内环、外环、滚子、保持架。3.根据权利要求1所述的轴承零件特征频率的估算方法，其特征在于步骤S1信号预处理过程如下：S11、获取轴承的原始加速度信号；S12、原始加速度信号加汉宁窗，获得加窗后的信号；S13、根据转速设置滤波频带，获得滤波后的信号；S14、对滤波后的信号进行包络解调，获得包络谱。4.根据权利要求3所述的轴承零件特征频率的估算方法，其特征在于步骤S13中，根据转速设置信号进行包络分析的滤波频带：当转速为0～50r/min时，滤波频带为5～100Hz；当转速为50～500r/min时，滤波频带为100～1KHz；当转速为500～5000r/min时，滤波频带为1K～10KHz；当转速为5000r/min以上时，滤波频带为10K～40KHz。5.根据权利要求1所述的轴承零件特征频率的估算方法，其特征在于步骤S7按照k1在四组系数中由大到小的排列位置，对应故障零件的位置分别确定为内环、外环、滚子、保持架；并根据特征频率系数的排列顺序最终确定出轴承各零件的特征频率。6.一种轴承零件特征频率的估...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐徐，钱进，杨世飞，孙磊，邹小勇，刘宗斌，
申请(专利权)人：南京凯奥思数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。