一种基于时频切片分析的滚动轴承故障诊断方法

摘要

本发明公开一种基于时频切片分析的滚动轴承故障诊断方法，首先，对滚动轴承的振动信号采用频率切片小波变换进行时频分解，得到振动信号的时频能量分布矩阵，然后，以时频能量分布矩阵为基础定义一种峭度指标——频率幅值峭度，依次求取各个频率对应的幅值峭度，构成振动信号在时频平面的频率幅值峭度谱，在幅值峭度谱上选取若干个共振频带，再采用频率切片小波变换逆变换以重构方法分离出这些共振频带信号分量，用解调分析方法分别提取各个共振频带的包络分量并进行规则化处理，在此基础上，求取这些包络分量的综合包络谱，最后，用综合包络谱识别滚动轴承的损伤特征频率，实现滚动轴承的故障诊断。

主权项

一种基于时频切片分析的滚动轴承故障诊断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)采集滚动轴承的振动信号，并去除滚动轴承的振动信号中的直流分量；(2)选择时频切片函数，对去除直流分量的振动信号采用频率切片小波变换进行时频分解，得到时频能量分布矩阵；(3)在时频能量分布矩阵的基础上，根据幅值峭度公式求取每个频率对应的峭度，然后求取振动信号在整个时频空间上的频率幅值峭度谱；幅值峭度公式如下：式中，N为振动信号的长度；K(f_k)为频率幅值峭度，|W(t_j,f_k)|为在t＝t_j、f＝f_k时的时频分解幅值，其中t表示时间，f表示频率，t_j的取值区间为[0,t_N‑1]；(4)在频率幅值峭度谱上选择至少一个主要共振频带的中心频率，并确定其相应的共振频带；(5)在振动信号的时频分解平面上，采用频率切片小波逆变换分别对所选的共振频带进行处理，重构出所选频带的时域信号分量；(6)分别对各个频带的重构的时域信号进行包络解调分析提取包络分量，然后求取包络信号的功率谱值序列；(7)分别求取功率谱值序列的规则化序列，在此基础上求取所选共振频带的信号分量包络的综合包络谱序列；(8)由综合包络谱序列绘制综合包络谱曲线，在曲线上检查并确定谱峰对应的频率，然后对照滚动轴承的损伤特征频率确定损伤部位。