变转速轴承故障诊断方法

摘要

本发明公开了一种变转速轴承故障诊断方法，包括以下步骤：故障诊断模块控制数据采集模块通过加速度传感器对轴承振动信号进行等时间间隔采样，得到振动信号序列x(n)；采用复数Morlet小波作为小波变换的小波基函数，对采集到的振动信号x(n)进行小波变换，获得小波系数wt(m,n)；对小波系数wt(m,n)取模，获取其包络ewt(m,n)=||wt(m,n)||；将每个尺度下的小波包络系数从等时间间隔采样的结果转换至等角度采样的结果；对于等角度采样后的各个尺度的小波包络序列ewt(m,t)进行傅里叶变换，获得其频谱eswt(m，f)=FFT(ewt(m,t))；将eswt(m，f)作出三维图形。

主权项

变转速轴承故障诊断方法，其特征在于：包括加速度传感器、转速传感器、数据采集模块、故障诊断模块、显示模块；数据采集模块由数据采集卡或AD采样设备构成，故障诊断模块由计算机或微处理器构成；加速度传感器与转速传感器数据输出端连接数据采集模块的数据输入端，数据采集模块的数据输入到故障诊断模块，故障诊断模块与显示模块相连；具体诊断方法包括以下几个步骤：(1)故障诊断模块控制数据采集模块通过加速度传感器对轴承振动信号进行等时间间隔采样，得到振动信号序列x(n),n=1,2,…,N，n表示等时间间隔采样时间点，N为信号长度；(2)采用复数Morlet小波作为小波变换的小波基函数，所述复数Morlet小波基函数如公式(1)所示，其中fb、fc为小波基函数的带宽和中心频率；按照公式(2)对采集到的振动信号x(n)进行连续小波变换； ψ ( t ) = 1 π f b e j 2 π f c t e - t 2 / f b - - - ( 1 ) wt ( m , n ) = ∫ - ∞ + ∞ x ( t ) 1 m ψ * ( t - n m ) dt - - - ( 2 ) 获得小波系数wt(m,n)，m=1,2,…M,n=1,2,…,N,其中m为小波分解后的尺度参数，M为最大尺度，n为时间参数；(3)对小波系数wt(m,n)取模，获取其包络ewt(m,n)=||wt(m,n)||；(4)将每个尺度下的小波包络系数从等时间间隔采样的结果转换至等角度采样的结果；(5)对于等角度采样后的各个尺度的小波包络序列ewt(m,t)进行傅里叶变换，获得其频谱eswt(m，f)=FFT(ewt(m,t))；(6)将eswt(m，f)作出三维图形，显示在显示模块上，其坐标分别为：尺度m，阶比f，幅值eswt(m，f)，在图形当中找出幅值出现高峰处的点所对应的阶比f，该阶比f与轴承的转动阶比、理论上轴承转动体故障阶比、理论上轴承外圈故障阶比、理论上轴承内圈故障阶比相比较，若高峰点对应阶比f只等于轴承的转动阶比，故障诊断模块判定轴承不存在故障；若有高峰点对应阶比f’等于理论故障阶比，故障诊断模块即判断轴承存在故障并且根据与之相等的理论故障阶比判定故障位置。