[发明专利]电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法及其诊断系统

权利要求书

1.一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法，其包括如下步骤：

第一步骤(S1)：在电机滚动轴承的轴承座端盖处布置测点，振动加速度传感器采集测点的振动信号；

第二步骤(S2)：基于所述振动信号生成峭度分布图，确定峭度最大值对应的滤波器中心频率及频带宽度；

第三步骤(S3)：基于所述滤波器中心频率及频带宽度对所述振动信号滤波处理以得到滤波后的特征增强信号；

第四步骤(S4)中：基于所述特征增强信号进行循环平稳分析，生成循环谱密度图；

第五步骤(S5)：检测所述循环谱密度图的循环频率域中是否存在轴承故障特征频率，且基于所述循环频率域确定故障冲击波形的振荡频率以诊断电机滚动轴承局部点蚀故障。

2.根据权利要求1所述的一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法，其特征在于，优选的，第二步骤(S2)中：a)基于短时傅里叶变换处理所述振动信号：

其中，t是时间变量；τ是延时变量；f是频率；w(t)是窗函数；x(t)是测试的振动信号；X(t，f)是w(t-τ)x(τ)的傅里叶变换；

b)根据短时傅里叶变换后的结果，估算不同二进频带分解下的信号峭度值；

c)选出峭度值最大的频带对应的中心频率和宽度作为滤波器参数。

3.根据权利要求1所述的一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法，其特征在于：第三步骤(S3)中：a)利用周期时间平均的方法来估算振动信号的时变自相关函数R_x(t，τ)：

，

其中，T₀为循环频率所对应的周期；N为时变自相关函数时长；

b)对所述时变自相关函数R_x(t，τ)离散处理得到R_x[n，m]，其中n，m分别对应于时间t和延时τ的离散采样；t＝nΔ；τ＝mΔ，Δ是采样周期；

c)计算关于离散时间n的周期函数的离散傅里叶级数系数：

得到信号的循环自相关函数R_x[m；α_i]，其中α_i为某一循环频率；L为离散时间n对应的信号长度；

d)再对离散傅里叶级数系数延时进行离散时间傅里叶变换，得到循环谱密度函数：

其中，f为谱频率。

4.根据权利要求1所述的一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法，其特征在于：振动加速度传感器为加速度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法，其特征在于：采样频率为12.8KHz，电机的转速为1800r/min。

6.一种实施权利要求1-5中任一项所述的电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法的诊断系统，其包括，

测量装置，其布置在电机滚动轴承的轴承座端盖，所述测量装置采集滚动轴承的振动信号，

峭度计算单元，其连接所述测量装置，所述峭度计算单元基于所述振动信号生成峭度分布图，且确定峭度最大值对应的滤波器中心频率及频带宽度，

滤波处理单元，其连接所述峭度计算单元，所述滤波处理单元基于所述滤波器中心频率及频带宽度对所述振动信号滤波处理以得到滤波后的特征增强信号；

循环平稳分析单元，其连接所述滤波处理单元，循环平稳分析单元基于所述特征增强信号循环平稳分析生成循环谱密度图；

检测单元，其连接所述循环平稳分析单元，检测单元检测所述循环谱密度图的循环频率域中是否存在轴承故障特征频率，且基于所述循环频率域确定故障冲击波形的振荡频率以诊断电机滚动轴承局部点蚀故障。

7.根据权利要求6所述的诊断系统，其特征在于：所述检测单元包括通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA。

8.根据权利要求6所述的诊断系统，其特征在于：所述检测单元包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。