[发明专利]一种轴承故障检测方法、装置及设备

说明书

本申请公开一种轴承故障检测方法、装置及设备，该方法包括：采集轴承的振动信号；对所述振动信号进行信号段的划分，得到字典学习样本集合；其中，所述字典学习样本集合包括划分得到的信号段，每个信号段包含至少一个冲击衰减信号；对所述字典学习样本集合中的各个信号段分别进行非相关字典学习，得到振动波形字典，所述振动波形字典由经过所述非相关字典学习的各个信号段组成；对所述振动波形字典进行包络解调处理，得到包络解调谱；根据所述包络解调谱中显示的轴承故障特征频率，确定所述轴承的故障检测结果。本申请提供的方法利用非相关字典学习对振动信号划分的信号段进行处理，能够对微弱故障特征进行提取，适用于早期故障的检测和诊断。

技术领域

本申请涉及故障诊断领域，具体涉及一种轴承故障检测方法、装置及设备。

背景技术

滚动轴承是旋转机械重要的支撑部件，也是易损部件，广泛应用于各种大型工业装备中，如风力发电机、航空发动机、高铁动车组等。滚动轴承故障轻则造成装备停机影响运行生产，重则机毁人亡造成灾难性事故。因此，进行滚动轴承早期故障监测及诊断是减少运维损失、保证设备运行安全的有效途径，具有重要的工程意义。

振动监测是轴承故障诊断最有效的途径之一，传统的对轴承振动信号分析的方法，大都基于固定的基函数来分解信号，普遍缺乏对轴承的各种故障特征的自适应提取能力，使得滚动轴承的早期微弱故障特征淹没在其他振动成分中难以提取。

因此，目前亟需采用先进的振动信号处理技术，提取滚动轴承的故障特征，尤其是早期的微弱故障特征，以实现对轴承故障的检测。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种轴承故障检测方法、装置及设备，具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种轴承故障检测方法，所述方法包括：

采集轴承的振动信号；

对所述振动信号进行信号段的划分，得到字典学习样本集合；其中，所述字典学习样本集合包括划分得到的信号段，每个信号段包含至少一个冲击衰减信号；

对所述字典学习样本集合中的各个信号段分别进行非相关字典学习，得到振动波形字典，所述振动波形字典由经过所述非相关字典学习的各个信号段组成；

对所述振动波形字典进行包络解调处理，得到包络解调谱；

根据所述包络解调谱中显示的轴承故障特征频率，确定所述轴承的故障检测结果。

可选的，所述采集轴承的振动信号，包括：

利用振动传感器采集轴承的振动信号，所述振动传感器包括加速度传感器或速度传感器。

可选的，所述振动传感器安装于所述轴承的轴承座的竖直方向。

可选的，所述对所述振动波形字典进行包络解调处理，得到包络解调谱之前，还包括：

将振动波形字典中相关性未符合条件的信号剔除。

可选的，所述根据所述包络解调谱中显示的轴承故障特征频率，确定所述轴承的故障检测结果，包括：

根据所述包络解调谱中显示的轴承故障特征频率，确定所述轴承的故障类型。

第二方面，本申请还提供了一种轴承故障检测装置，所述装置包括：

采集模块，用于采集轴承的振动信号；

划分模块，用于对所述振动信号进行信号段的划分，得到字典学习样本集合；其中，所述字典学习样本集合包括划分得到的信号段，每个信号段包含至少一个冲击衰减信号；

学习模块，用于对所述字典学习样本集合中的各个信号段分别进行非相关字典学习，得到振动波形字典，所述振动波形字典由经过所述非相关字典学习的各个信号段组成；