[发明专利]一种轴承故障的诊断方法

权利要求书

1.一种轴承故障的诊断方法，其特征在于包括以下步骤：

(1).利用加速度传感器采集轴承振动加速度信号；

(2).采用形态学闭运算形式获得振动加速度信号的形态谱；

(3).通过步骤(2)所述的形态谱的确定形态学结构单元的参数，提取出故障冲击序列；

(4).观察步骤(2)所述的形态谱上是否在故障特征频率处存在明显的峰值，或者观察步骤(3)所述的提取出来的冲击序列是否具有明显的周期性，并对应着相应的故障特征频率，进而判断旋转机械是否发生故障。

2.根据权利要求1所述的轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述的步骤(3)进一步包括：

(3.1).设轴承振动加速度信号为x(n)，采样频率为f_s，设定感兴趣的冲击频率定义域D_F；

(3.2).对于D_F里的所有元素f，选取扁平结构单元的长度M＝0.6f_s/f，然后x(n)对进行形态学闭运算处理，得到形态学包络；

(3.3).提取形态学包络上的峰值，得到冲击串序列p(n)。

3.根据权利要求2所述的轴承故障的诊断方法，其特征在于进一步包括：计算p(n)中周期为T的冲击的个数N_p与理想情况下的周期性冲击的个数N_F的比，得到形态谱R(f)：

R(f)＝N_p/N_f

其中N_f为N_f＝L□f/f_s，L为信号的采样长度。

4.根据权利要求1所述的轴承故障的诊断方法，其特征在于步骤(2)中所述的形态学闭运算进一步包括两个步骤：

首先对滚动轴承加速度信号f(n)进行膨胀操作(DIL)

DIL(n)＝(x⊕g)(n)＝max_m∈D[x(n-m)+g(m)]

然后再对DIL(n)进行腐蚀操作ER，得到滚动轴承加速信号的形态学包络

CL(n)：

CL(n)＝(DIL$g)(n)＝min_m∈D[DIL(n+m)-g(m)]

其中g(n)为扁平形态学结构单元，定义为g(n)＝{0，0，....，0}_1×M，D为g(n)的定义域。

5.根据权利要求1所述的轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述的步骤(4)中若故障特征频率处存在明显的峰值，或者观察提取出来的冲击具有明显的周期性，且对应着相应的故障特征频率，则旋转机械发生故障。

6.根据权利要求1所述的轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述的轴承为滚动轴承。