基于局部频谱的滚动轴承故障特征提取方法

滚动轴承振动信号是非线性、非平稳信号,如何对复杂的非周期滚动轴承数据进行准确特征提取十分具有挑战性.本文提出一种基于局部频谱的轴承数据特征提取方法.该方法将预处理得到的分割点与频谱分析结合起来,构建了数据的局部化特征,确定了局部频率的定义以及时频域的构造方法,并对局部频谱进行特征提取.实验表明,该方法克服了希尔伯特变换仅适合描述窄带信号的局限性,并弥补傅里叶全局频率只对无限波动周期信号才具有明显价值的缺陷.减少虚假频率产生的同时,兼容了时域和频域的分析能力,为非线性非平稳滚动轴承时域数据的特征提取提供了一种新方法,在滚动轴承故障诊断方面有很高的实用价值.     

基于小波包和Hilbert包络分析的滚动轴承故障诊断方法

滚动轴承故障诊断是机械故障检测中的一个重要方面。本文提出了一种小波包分析和Hilbert包络分析相结合的方法对轴承进行故障诊断。首先利用小波包分析将滚动轴承的振动信号分解到不同的节点上。然后求出各频段的能量,根据频带能量的变化情况,找出滚动轴承的故障所在的频带,对故障频带的重构信号做包络谱分析,将谱峰处的频率与滚动轴承的故障特征频率进行对比。诊断出滚动轴承的故障。通过对实验中采集到的滚动轴承振动信号进行分析,证明了该方法在滚动轴承故障诊断中的有效性。     

基于改进经验小波变换的时频分析方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

经验小波变换是最近提出的非平稳信号分析方法,针对其不足,提出了一种改进的经验小波变换方法;同时结合瞬时频率新定义,提出了一种非平稳信号时频分析新方法.该方法首先通过改进的经验小波变换将一个复杂的非平稳信号自适应地分解为若干个具有紧支集频谱的内禀模态函数之和;再通过对每个内禀模态函数进行解调,得到原始信号的时频分布.将提出的方法应用于滚动轴承试验数据分析,并将其与希尔伯特黄变换进行了对比,结果表明,论文提出的方法能够有效地诊断滚动轴承故障,且诊断效果优于希尔伯特黄变换方法.     

基于DSP＋MCU的列车滚动轴承故障诊断系统设计与应用

基于DSP＋MCU的列车滚动轴承故障诊断系统充分利用了DSP和MCU的信号处理和控制能力,提高了系统的数据处理效率。实验结果表明,该系统通过Hilbert变换法提取出包络信号,利用小波奇异性检测进行故障诊断,取得了很好的效果。     

基于随机滤波法的滚动轴承剩余寿命预测

使用剩余寿命描述滚动轴承的潜在状态,基于随机滤波方法建立滚动轴承的剩余寿命预测模型,给出了建模步骤和方法,并讨论了模型的参数估计问题.实例分析结果验证了该建模方法和参数估计方法的有效性和准确性.     

基于自适应遗传随机共振的滚动轴承微弱故障诊断

随机共振(SR)能够利用噪声能量增强微弱信号,有效降低了噪声信号对特征提取的影响,针对SR方法参数选择时缺少交互以及提取特征诊断效果缺乏验证的不足,提出自适应遗传随机共振(AGSR)的滚动轴承微弱故障诊断方法。AGSR方法利用遗传算法(GA)寻找随机共振的最优系统参数,在考虑参数间交互作用的同时对其进一步优化,有效提高了轴承微弱故障特征的提取效果,随后将AGSR方法提取的特征信号输入堆叠自动编码器(SAE),通过反向传播算法多次迭代优化整个SAE网络,最终实现故障诊断。滚动轴承实测数据的检验结果表明,该方法可有效实现滚动轴承早期微弱故障检测。     

基于嵌入式系统的滚动轴承故障实时诊断

针对传统的故障诊断方法精度不高,实时性不好的问题,在嵌入式系统环境下进行故障实时诊断系统的优化设计。进行滚动轴承故障检测仪的总体设计,系统分为硬件系统部分和软件系统部分,整个硬件模块分为传感器系统、A/D采集模块、ARM主控系统模块、控制显示模块、供电系统。在以ARM为核心的嵌入式系统中进行故障诊断系统的软件开发,最后进行系统调试。实验结果表明,采用该故障诊断系统进行滚动轴承故障实时检测的准确性较好。     

滚动轴承振动数据接收系统的设计

无线传感网络已经应用于诸多领域,其中滚动轴承监测系统对无线传感网络的传输速率有着较高要求。因此该文设计了一种可用于滚动轴承振动数据接收的系统,该设计采用国产GD32F450ZKT6和Si24R1的双核心架构,从硬件结构、通信协议、工作模式等方面进行研究,解决了现有设备接收速率低、功耗高的问题。经验证,该系统的接收速率为656.23 kbps;在接收采样率为25 kHz的振动信号时,其丢包率仅为0.2%;工作电流仅为260 mA。该设计具有核心器件国产化、接收速率快和低功耗等优点,有效提高了滚动轴承故障检测系统的工作效率。     

小波和EMD的滤波特性在轴承故障诊断中的比较

通过仿真实验将小波变换和经验模态分解(EMD)方法分解信号的能力进行了比较,并将这种滤波特性应用于旋转机械的故障诊断中,结合包络谱分析,比较了两者对于滚动轴承内圈故障的诊断效果.仿真及轴承实验结果表明EMD方法在滤波的自适应性、分解结果的准确性以及诊断效果等方面均具有优势,更重要的是它分离出的主要分量物理意义明确,反映了信号的真实内涵.     

复杂机车振动环境下牵引电机轴承服役寿命评估

牵引电机是铁路机车的动力源, 其关键零部件(支承轴承等)的服役性能直接影响机车传动系统的稳定性和可靠性. 对于重载机车, 传统轴承服役寿命评估方法主要基于定载荷工况, 难以准确评估轨道不平顺等复杂外部激励作用下电机轴承的服役寿命. 因此, 本文根据车辆-轨道耦合动力学理论, 考虑轨道车辆运行过程中的轮轨相互作用和齿轮啮合作用, 建立了具有牵引动力传动系统的机车-轨道耦合动力学模型; 采用线性损伤累积准则和ISO 281标准计算方法, 评估了复杂机车振动环境下牵引电机轴承的服役寿命. 结果表明, 在轨道随机不平顺激励下, 机车轮轨垂向力、齿轮啮合力、牵引电机内部转子离心力、不平衡磁拉力等明显增大; 在复杂机车振动环境中, 电机轴承内部滚子-滚道相互作用加剧, 传动端与非传动端轴承的疲劳寿命缩短; 随着线路状态的不断恶化和机车运行速度的提高, 牵引电机轴承的预测寿命里程不断减小; 由于传动端轴承承受较大的外部动态载荷, 传动端轴承的服役寿命明显低于非传动端轴承. 本文提出的评估方法可为机车牵引电机轴承的设计、选型和寿命评估提供理论指导.