利索能及
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专利号: 2023103266063
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是包括以下步骤:步骤1):采样滚动轴承的振动信号和转速信号,基于转速信号依次获得上升沿的每个脉冲过零点时刻、转速脉冲序列以及等角度时间序列;

步骤2):利用所述的等角度时间序列对所述的振动信号进行三次样条插值重采样,获得角域平稳振动信号;

步骤3):将所述的角域平稳振动信号以若干圈为周期划分成若干整段,将每一段信号的离散点相加后取平均值,得到角域平均信号;

步骤4):对所述的角域平均信号在频带上进行分解,得到每个节点信号以及每个节点信号平方包络;

步骤5):计算所述的每个节点平方包络的无偏自相关,以及由峭度、功率谱熵及相关系数之和组成的无偏自相关的综合指标;

步骤6):对综合指标最大值对应的节点进行傅里叶变换,得到阶次平方包络谱图,步骤7):将阶次平方包络谱图中成倍频关系且突出的阶次与滚动轴承的理论故障阶次进行对比,判断滚动轴承是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:步骤1)中,先基于所述的转速脉冲序列获得对应的转速脉冲对应的转角增量 再根据式求出待定系数b0、b1和b2,计算出一个转角θk所对应的时间所有的时间tk组成的集合为所述的等角度时间序列。

3.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:步骤2)中,所述的角域平稳振动信号 ti和ti+1为转角θk对应时间tk在振动信号中左右相邻的两个时间点,x(ti)和x(ti+1)为振动信号在时间ti、ti+1时刻对应的幅值。

4.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:步骤3)中,角域平稳振动信号划分为:X(θ)=x1(θ)+x2(θ)+......+xN(θ)+r(θ),所述的角域平均信号xj(θ)为划分的每一段角域平稳振动信号,r(θ)为剩余不足若干圈的信号,j=1,…,N。

5.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:步骤5)中,所述的每个节点平方包络的无偏自相关 y(θc)为节点信号平方包络,τ=q/fs,τ是延迟因子,fs是阶次采样频率,q=0,1,…,M‑1,M为角域平均信号Y(θ)的长度。

6.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:步骤5)中,步骤5)中,峭度K、功率谱熵h及相关系数R分别是:功率谱熵h的倒数

Ec是每一节点的功率谱能量值,E是所

有节点的能量和。

7.根据权利要求6所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:对峭度K、功率谱熵h的倒数H及相关系数R每一个指标分别进行归一化处理,得到归一化化后的峭度 功率谱熵h的倒数 以及相关系数 综合指标

8.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:步骤5)中,滚动轴承的理论故障阶次包括保持架理论故障阶次、滚动体理论故障阶次、外圈理论故障阶次和内圈理论故障阶次:OF、OB、OO和OI分别是滚动轴承的保持架理论故

障阶次、滚动体理论故障阶次、外圈理论故障阶次和内圈理论故障阶次,n为滚动体个数,d为滚动体直径,D为节圆直径,α为滚动体径向方向接触角。

9.根据权利要求1所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:计算出阶次平方包络谱图中较突出且成倍频关系阶次与所述的理论故障阶次的误差,根据误差范围判断滚动轴承是否发生故障。

10.根据权利要求9所述的一种变转速滚动轴承故障诊断方法,其特征是:误差范围小于2%。