一种滚动轴承故障的诊断方法、装置、计算机设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种滚动轴承故障的诊断方法、装置、计算机设备及介质，该方法包括：获取滚动轴承物理轴的第一转速；基于所述物理轴的第一转速和轴承的结构参数信息，确定对应虚拟轴的第二转速；基于所述虚拟轴的第二转速，在虚拟轴上对振动信号进行时域同步平均分析，得到处理后的振动信号；将所述处理后的振动信号映射至所述物理轴上，进行阶次谱分析，得到滚动轴承的故障诊断结果。通过本发明专利技术提供的滚动轴承故障的诊断方法、装置、计算机设备及介质，根据在虚拟轴上对振动信号进行时域同步平均，再映射到物理轴上对其进行阶次谱分析，从而确定滚动轴承的故障类型，提高轴承故障诊断结果的准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种滚动轴承故障的诊断方法、装置、计算机设备及介质


[0001]本专利技术涉及轴承故障领域，具体涉及一种滚动轴承故障的诊断方法、装置、计算机设备及介质。

技术介绍

[0002]在旋转机械装置中，通常采用滚动轴承支撑转动的轴及轴上零件。滚动轴承的正常运转能够支持轴的正常工作，滚动轴承将运转的轴和轴座之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而减小摩擦损失。由于滚动轴承在工作周期中长时间承受交变载荷，导致滚动轴承出现故障。
[0003]在现有技术中，通过机械结构周期同步信号、周期不同步信号以及噪声信号共同确定机械结构的振动响应信号，以根据振动响应信号判断该机械结构的故障状况。然而，这种方法仅适用于啮合频率和轴转频存在整数倍关系的齿轮故障诊断，但轴承故障频率和轴转频一般不存在整数倍关系，因此采用该方法诊断轴承故障时，会导致故障诊断结果不准确的影响。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术不适用于诊断轴承故障，导致故障诊断结果不准确的问题，从而提供一种滚动轴承故障的诊断方法、装置、计算机设备及介质。
[0005]根据第一方面，本专利技术提供一种滚动轴承故障的诊断方法，所述方法包括：
[0006]获取滚动轴承物理轴的第一转速；
[0007]基于所述物理轴的第一转速和轴承的结构参数信息，确定对应虚拟轴的第二转速；
[0008]基于所述虚拟轴的第二转速，在虚拟轴上对振动信号进行时域同步平均分析，得到处理后的振动信号；
[0009]将处理后的振动信号映射至所述物理轴上，进行阶次谱分析，得到滚动轴承的故障诊断结果。
[0010]在一实施例中，所述基于所述物理轴的第一转速，确定对应虚拟轴的第二转速，包括：
[0011]获取预先设定好的第一转速和第二转速之间的对应关系；
[0012]基于所述物理轴的第一转速以及所述对应关系，确定对应虚拟轴的第二转速。
[0013]在一实施例中，所述将处理后的振动信号映射至所述物理轴上，进行阶次谱分析，得到滚动轴承的故障诊断结果，包括：
[0014]对映射到物理轴的振动信号进行快速傅里叶变换，得到阶次谱；
[0015]基于所述阶次谱对滚动轴承故障进行分析，得到滚动轴承的故障诊断结果。
[0016]在一实施例中，所述基于所述阶次谱对滚动轴承故障进行分析，得到滚动轴承的
故障诊断结果，包括：
[0017]确定所述阶次谱中故障特征阶次，并基于所述故障特征阶次确定滚动轴承的故障诊断结果。
[0018]在一实施例中，在滚动轴承的故障诊断结果为有故障时，所述方法还包括：
[0019]基于映射到物理轴上的振动信号，进行阶次谱分析，以确定滚动轴承的故障类型。
[0020]在一实施例中，内圈故障特征频率f
BPFI
为：
[0021][0022]外圈故障特征频率f
BPFO
为：
[0023][0024]保持架故障特征频率f
FIF
为：
[0025][0026]滚动体故障特征频率f
BSF
为：
[0027][0028]则内圈、外圈、滚动体和保持架故障特征阶次计算公式如下所示：
[0029][0030][0031][0032][0033]其中，f
r
为物理轴转频，n为滚动体个数，D为滚动轴承节径，d为滚动体直径，α为接触角。
[0034]在一实施例中，所述方法还包括：
[0035]若阶次谱上出现内圈故障特征阶次及其谐阶次，则确定滚动轴承存在内圈故障；
[0036]若阶次谱上出现外圈故障特征阶次及其谐阶次，则确定滚动轴承存在外圈故障；
[0037]若阶次谱上出现保持架故障特征阶次及其谐阶次，则确定滚动轴承存在保持架故障；
[0038]若阶次谱上出现滚动体故障特征阶次及其谐阶次，则确定滚动轴承存在滚动体故障。
[0039]根据第二方面，本专利技术提供一种滚动轴承故障的诊断装置，所述装置包括：
[0040]获取模块，用于获取滚动轴承物理轴的第一转速；
[0041]确定模块，用于基于所述物理轴的第一转速和轴承的结构参数信息，确定对应虚拟轴的第二转速；
[0042]第一得到模块，用于基于所述虚拟轴的第二转速，在虚拟轴上对振动信号进行时域同步平均分析，得到处理后的振动信号；
[0043]第二得到模块，用于将所述处理后的振动信号映射至所述物理轴上，进行阶次谱分析，得到滚动轴承的故障诊断结果。
[0044]根据第三方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面及其可选实施方式中任一项所述的滚动轴承故障的诊断方法。
[0045]根据第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面及其可选实施方式中任一项的滚动轴承故障的诊断方法。
[0046]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0047]本专利技术实施例提供了一种滚动轴承故障的诊断方法，通过设置虚拟轴，基于物理轴的转速和轴承结构参数信息，确定虚拟轴的转速，以对虚拟轴进行时域同步平均分析，从而避免因轴承故障特征频率和轴转频不是整数倍关系而导致无法对滚动轴承故障进行诊断，在虚拟轴上对振动信号进行时域同步平均分析，并将处理后的信号映射到物理轴上进行频谱分析，以实现通过设置虚拟轴的方式对滚动轴承的故障进行诊断，进而便于对轴承故障进行诊断，提高了滚动轴承故障诊断结果的准确性。
附图说明
[0048]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049]图1是本专利技术实施例提出的一种滚动轴承故障的诊断方法的流程图；
[0050]图2是本专利技术实施例提出的内圈故障的仿真信号时域图；
[0051]图3是本专利技术实施例提出的内圈故障的阶次谱图；
[0052]图4是本专利技术实施例提出的虚拟轴上同步平均时域图；
[0053]图5是本专利技术实施例提出的物理轴上故障冲击响应时域图；
[0054]图6是本专利技术实施例提出的物理轴上的阶次谱图；
[0055]图7是本专利技术实施例提出的振动信号的原始时域图；
[0056]图8是本专利技术实施例提出的振幅调解后的包络谱图；
[0057]图9是本专利技术实施例提出的包络信号的阶次谱图；
[0058]图10是本专利技术实施例提出的时域同步平均时域图；
[0059]图11是本专利技术实施例提出的时域同步平均信号的阶次谱图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滚动轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述方法包括：获取滚动轴承物理轴的第一转速；基于所述物理轴的第一转速和轴承的结构参数信息，确定对应虚拟轴的第二转速；基于所述虚拟轴的第二转速，在虚拟轴上对振动信号进行时域同步平均分析，得到处理后的振动信号；将所述处理后的振动信号映射至所述物理轴上，进行阶次谱分析，得到滚动轴承的故障诊断结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述物理轴的第一转速，确定对应虚拟轴的第二转速，包括：获取预先设定好的第一转速和第二转速之间的对应关系；基于所述物理轴的第一转速以及所述对应关系，确定对应虚拟轴的第二转速。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述处理后的振动信号映射到所述物理轴上，进行阶次谱分析，得到滚动轴承的故障诊断结果，包括：对映射到物理轴的振动信号进行快速傅里叶变换，得到阶次谱；基于所述阶次谱对滚动轴承故障进行分析，得到滚动轴承的故障诊断结果。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述阶次谱对滚动轴承故障进行分析，得到滚动轴承的故障诊断结果，包括：确定所述阶次谱中故障特征阶次，并基于所述故障特征阶次确定滚动轴承的故障诊断结果。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在滚动轴承的故障诊断结果为有故障时，所述方法还包括：基于映射到物理轴上的振动信号，进行阶次谱分析，以确定滚动轴承的故障类型。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，内圈故障特征频率f
BPFI
为：外圈故障特征频率f
BPFO
为：保持架故障特征频率f
FIF
为：滚动体故障特征频率f<...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤勇，米栋，唐振寰，李川，廖三丰，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：