[发明专利]列车轴承故障的诊断方法和装置

权利要求书

1.一种列车轴承故障的诊断方法，其特征在于，包括：

用振动传感器采集列车轴承和构架的振动数据，根据所述列车轴承和构架的振动数据获取轴承信号；

对所述轴承信号进行分析处理，得到所述轴承信号的时域特征参数和频域特征参数；

基于所述轴承信号的时域特征参数和频域特征参数，以及训练样本的轴承各种状态下的数据，采用故障分类算法求解出轴承的故障状态信息。

2.根据权利要求1所述的列车轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述的用振动传感器采集列车轴承和构架的振动数据，根据所述列车轴承和构架的振动数据获取轴承信号，包括：

在列车的轴箱轴承和构架侧架上分别安装双坐标振动传感器，所述双坐标振动传感器包含调理电路、垂直和水平两个方向的振动冲击信息敏感元件，所述双坐标振动传感器分别采集列车轴承的振动数据和构架的振动数据，将构架的振动作为轴承振动的背景振动信号；

将所述列车轴承的振动数据和构架的振动数据转化为电信号，对所述电信号进行去除噪声处理，获取代表轴承状态的轴承信号。

3.根据权利要求1所述的列车轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述的对所述轴承信号进行分析处理，得到所述轴承信号的时域特征参数和频域特征参数，包括：

通过信号处理单元实时采集振动传感单元输出的轴承信号，对所述轴承信号进行分析处理，计算所述轴承信号的时域特征参数，该时域特征参数包括偏度与峭度，利用小波包对所述轴承信号进行分解，得到轴承信号的各层的分量，计算分量的能量值，将所述分量的能量值作为所述轴承信号的频域特征参数；

将所述轴承信号的时域特征参数和频域特征参数进行融合得到时频域特征参数，对所述时频域特征参数进行归一化处理，所述信号处理单元将包含归一化处理后的时频域特征参数的测量数据输出。

4.根据权利要求3所述的列车轴承故障的诊断方法，其特征在于，所述的方法还包括：

选取轴承信号的时域特征参数为偏度和峭度，计算公式分别为：

偏度α的计算公式为：

α=1NΣi=1N(xi-x‾)3]]>

其中，N为时域信号采样点总数，x_i为时域采样信号，为时域信号的平均值；

峭度β的计算公式为：

β=1NΣi=1N(xi-x‾)4]]>

其中，N为时域信号采样点总数，x_i为时域采样信号，为时域信号的平均值；

选取轴承信号的小波包分解分量的能量作为频域特征参数，原始信号{x}分解3层之后得到8个分量A31，D31，A32，D32，A33，D33，A34，D34，对于其中的某个分量{x_ij^k}，i＝3；j＝1,2,3，...,8，k＝1,2,...,m，其能量的计算公式为：

Ei,j=∫|Si,j(t)|2dt=Σk=1m|xijk|2]]>

其中E_i,j为小波包分解后第i层第j个分量的能量值，S_i,j为小波包分解后第i层第j个分量，m为小波包分解后第i层第j个分量的样本点个数，为小波包分解后第i层第j个分量的第k个样本点。