基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法及系统技术方案

技术编号:43860016 阅读:37 留言:0更新日期:2024-12-31 18:48
本发明专利技术公开了一种基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法及系统。其中,齿轮故障演化分析方法包括以下步骤:获取齿轮运行过程中的振动信号,通过数据分段、频谱预处理得到基准谱线和目标谱线;建立调制谱线字典重构所述目标谱线为第一目标谱线,由基准谱线修正所述第一目标谱线为第二目标谱线;差分提取所述第二目标谱线和基准谱线的频域故障成分谱线,从中找出所述齿轮运行的最优频域故障成分,并转换为时域故障形态特征。本发明专利技术将振动信号的主要处理过程放在频域上,并通过移不变频域去除干扰成分,不需要设置阈值仅通过提取的故障形态特征可以直观得到故障的程度以及类型,具有准确、可视化、过程简单的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮传动及状态监测,具体涉及一种基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法及系统


技术介绍

1、齿轮作为机械设备中传递运动和动力的关键组成部分,传递运动的精度高、速度响应快、传动效率高,因此在航空航天、海洋工程及交通运输等重要领域得到了广泛应用。然而,由于材料缺陷和异常工况等因素,长时间服役的齿轮往往容易出现各种类型的故障,例如齿面点蚀、齿根裂纹等,这些故障严重影响系统的运行稳定性和可靠性。

2、振动信号分析是齿轮故障演化分析的主要手段之一,当轮齿出现故障时,振动信号在时域上表现出明显的周期性冲击,这在频谱上体现为以啮合频率为中心,并以转轴旋转频率为间隔的调制边频谱线。传统的齿轮故障演化分析包括时域及频域分析。时域分析往往依赖于统计参数指标的变化,如峭度、均方根等。而频域分析通过构造带通滤波器以提取啮合频率附近的窄带成分,或者采用信号分解方法将原始振动信号分解为子信号,进而提取故障频率,并分析其故障演变规律,如经验模态分解、变分模态分解等。然而,带通滤波和信号分解在消除调制边频带内的无关干扰方面存在局限性,更为重要的是,谱线分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,所述振动信号在齿轮系统的工况下获取,所述工况的参数包括采样频率、有效频率范围、齿轮齿数、齿轮转速、转轴的旋转频率、齿轮啮合频率;其中,以转轴的旋转频率表示所述齿轮运行的旋转频率。

3.根据权利要求2所述的基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,所述调制谱线字典以衰减系数为变量表征故障频率,具体的公式如下:

4.根据权利要求3所述的基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法...

【技术特征摘要】

1.一种基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,所述振动信号在齿轮系统的工况下获取,所述工况的参数包括采样频率、有效频率范围、齿轮齿数、齿轮转速、转轴的旋转频率、齿轮啮合频率;其中,以转轴的旋转频率表示所述齿轮运行的旋转频率。

3.根据权利要求2所述的基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,所述调制谱线字典以衰减系数为变量表征故障频率,具体的公式如下:

4.根据权利要求3所述的基于振动信号形态特征的齿轮故障演化分析方法,其特征在于,在所述调制谱线字典生成第一目标谱线的过程中,引入移不变稀疏,具体过程如下:

5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:李占伟刘文正王旦朱如鹏陈蔚芳
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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