现代信号分析在滚动轴承故障诊断中的应用

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第2卷 5

第 4期

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20 04年 l2月

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现代信号分析在滚动轴承故障诊断中的应用马东雄，陆爽 2, 3张子达。张永明，(.工业大学工程训练中心，林长春 10 1 2长春大学机械工程学院， 1长春吉 302; .吉林长春 10 2 302;3吉林大学机械 .科学与工程学院，吉林长春 10 2 ) 30 5

摘

要：动轴承是各种机电设备中的重要部件，主要特点是其寿命的随机性较大，它的好坏直接影响到设滚其且

备的正常运行。因而掌握轴承运行的工作状态以及故障的形成和发展是目前机械故障诊断领域中研究的重要内 容之一。利用轴承的随机振动信号对其工作状态进行诊断是目前最常用的方法。分析的方法主要有时域法和频域法。而传统的基于 Fui分析的方法其时间和频率这两个变量依 H ineg测不准原理是互斥的， or r e es br e因此传统的功率谱分析是针对平稳随机信号而言的。滚动轴承的故障振动信号为典型的非平稳信号，而非平稳信号需要用现代信号分析的方法来处理。利用现代信号分析理论从线性时频分析 (小波减噪变换 )非线性时频分析(、伪

Wi e Vl时频分布 ) g r ie n- l和高阶谱(三阶谱 )三方面对滚动轴承故障信号特征进行提取加以研究。研究结果表明，小波减噪方法在微弱信号检测方面具有较强的能力；伪 Winr ie时频分布图能有效地建立故障信息图谱， ge- l Vl直观性更强；阶谱可以很好的检测出非高斯故障信号的信息。高

关键词：小波变换；伪 Winr Vl分布；阶谱；动轴承； ge- ie l高滚故障诊断中图分类号： N9 1;H13 3 T 1. T 3. 6 3文献标识码： A文章编号：624 5(040·070 17-8220)400—4

Ap l ain o mo e g a n lssi u t p i to f d m s n l ay i f l c i a nad a n sso r ln e r g ig o i f ol gb a i i nM A n— i n LU h a g, Do g x o g, S u n ZHAN G

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(.etro n ier g,h n cu iesy o eh oo y Chn c u 1 0 C ia; .olg fMa hnr n 1 ne fE gn ei C a gh n Unv r t f T cn lg, a gh n 0 h C n i 3 1 2, n 2C l e o ciey ad eEn i e r g, a g h n Unv ri, a g h n 1 0 2, ia;3 Colg fMa hn r n gn eig, i n Unv ri, gn e n Ch n c u ie t Ch n c u 3 0 2Ch i sy n . l e o c ie a d En ie r e y n Jl ie t i sy

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ln e i n o ct n eemie eh r h q ime t a eu e o al. atr ftewok s t a d o g vt r d mii a d d tr n swh te ee up n nb sdn r l M seyo r t e n y a y t c m y h ate f m d d v l p n ft e f u to l g b a n so e o e i o tn e e r h i h e d o c a i a h or a e e o me to a l fr i e r g i n ft mp ra tr s a c n t ef l fme h n c l n h ol n i h i ful d a n i . e man me h d i i n e u n y d man a ay i.Tr d t n lpo rs e tu a ay i s a t ig oss Th i t o stme a d f q e c o i l ss r n a ii a we p cr m o n lss i b s d o t a y r n m i asb c us a a l ft n e u n y i a iina o re n lssi— a e n se d -a do sg l e a et t v r be o me a d f q e c t d t n he wo i i r

n r o lF u ira ay i smu t a e uli n b s d o ie b r h or . u tv b a in sg a fr l g b a n stpia o—t a y sg a d u l p so a e n He s n e g t e y Fa l i rto i lo o l e r g i y c ln n se d i la r n n i i n n s o l e te t d wi d m n l i t d.Ba e n mo e t e r,s lci n off u tsg a h r ce si f h u d b ae t mo e a ayssmeho r h s d o d m h o y ee to l i lc a a tr tc o a n i r l n a n t did fo tr ea p c uc sl e rtmefe u nc n l ss n n l e rtmefe u n y ay i o l gbe r g i su e r m e s e ts h a i a i i s h n i q e y a a y i, o—i a r n i q e c a l ss r n n ih— r e p cr m n l ss a d h g o d rs e tu a ay i.W a ee e o s d ta so v l td n ie n f r r m,ps u o W i e - l srb to n h e— r e e d g rVi e ditiu n a d t r e o d r n l i

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收搞日期： 0 4 1- 9 20— 02 . 作者简介：东雄 ( 9 3 )男，马 1一，长春工业大学工程训练中心电子实验室主任， 6实验师，主要从事机械动态信号处理和智能诊断技术的研究基金项目：吉林省教育委员会科研基金项目 (吉教合字 9第 l ) 9 O号 .

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第2 5卷

1前言 滚动轴承是各种机电设备中的重要组成部

障信号的特征信息并用来识别轴承的运行状态成：o 2 。%¨ o 了一个工程中实际面临的重要问题。。

件，其主要特点是寿命的随机性较大，前还无法目准确预测其寿命的长短，并且它的工作状态直接影响到设备正常运行的质量。因而掌握轴承运行的工作状态以及故障的形成和发展是目前机械故障诊断前沿领域中研究的重要课题之一『 1 1。利用轴承及其组件的随机振动信号对其工作状态进行监测和诊断是目前机械故障监测与诊断研究中最常用的方法『 2 1以机械设备振动信号为参量的。在机械运行状态监测与诊断中，当轴承出现故障时，

对一个振动信号 xf言，以用 Fui分 f而 )可 or r e析的方法从两方面来描述和分析：一是时域，二是

频域。而传统的基于 Fui分析的方法其时间和 or r e频率这两个变量依 H i neg e ebr测不准原理 s是互

斥的。因此古典的功率谱分析只是针对平稳随机信号而言的，它应用的前提是假定随机信号的功率谱是不随时间变化的。很显然这种假设对滚动轴承产生的故障信号是不成立的。滚动轴承(3 0 6 1型)的典型外圈故障振动信号如图 1所示，为非平稳和非高斯信号的随机信号。对于非平稳和非高

所测取的设备中机械设备振动信号不但有轴承故障信号，而且还包含其它机械部件的振动信号，并且在滚动轴承早期的故障产生阶段，其故障特征

斯信号来说需要采用现代信号分析的理论和方法来处理[【[。主要从线性时频变换的小波减噪 …… 此处隐藏：6893字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……