[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

说明书

公开了电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法及其诊断系统，电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法包括，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；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；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；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；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。

技术领域

本发明属于滚动轴承故障诊断技术领域，特别是涉及一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法及其诊断系统。

背景技术

滚动轴承是电机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。局部点蚀故障是常见的滚动轴承失效形式。因此，进行电机滚动轴承局部点蚀故障监测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。传统的循环平稳轴承振动信号分析方法，直接在循环谱密度中辨识特征，容易受到其他振动信号的强干扰，影响特征辨识，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。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法及其诊断系统，采用所提出的轴承振动信号处理流程，解决强噪声下循环平稳特征辨识问题，有利于强噪声下的循环平稳特征辨识。对电机轴承故障特征进行准确提取、报警以及诊断。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现：

本发明的一方面，一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法包括如下步骤：

第一步骤：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：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：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：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。

所述的一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法中，第二步骤中：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。

所述的一种电机滚动轴承局部点蚀故障诊断方法中，第三步骤中：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)：

t是时间变量；τ是延时变量；T₀为循环频率所对应的周期；N为时变自相关函数时长；