[发明专利]一种基于定位普遍法则的滚动轴承外圈缺陷定位诊断方法

说明书

一种基于定位普遍法则的滚动轴承外圈缺陷定位诊断方法，该方法首先将滚动轴承外圈全方位划分为四个象限，并基于水平方向和垂直方向振动加速度信号的冲击波形振荡起始方向提出了定位普遍法则，用于判别外圈缺陷角位置与四个象限的对应关系。再利用水平方向和垂直方向振动加速度信号，计算出垂‑平同步均方根值和平‑垂同步均方根值。最后，结合定位普遍法则以及垂‑平同步均方根值、平‑垂同步均方根值与外圈缺陷角位置之间的映射关系，得到了能够准确且唯一地计算出外圈缺陷角位置的定位公式，实现外圈缺陷全方位精确定位诊断。本发明为滚动轴承故障诊断领域由定性诊断迈向量化诊断提供了新的技术支撑，具有重要的实用性和工程价值。

技术领域

本发明涉及一种滚动轴承外圈缺陷定位诊断方法，特别涉及一种基于定位普遍法则的滚动轴承外圈缺陷定位诊断方法，属于故障诊断技术领域，

背景技术

滚动轴承是机械设备中采用最广泛也是最易发生故障的零部件之一。滚动轴承的故障诊断长期以来都是科学研究和工业界的技术重点。随着理论和技术的逐步发展，由定性诊断迈入量化诊断也渐成趋势。广义的滚动轴承外圈定量诊断包含两个方面：缺陷定形尺寸诊断和缺陷定位尺寸诊断。在缺陷定形尺寸诊断方面，目前已经有较为全面、系统的方法和技术。然而，针对滚动轴承外圈缺陷定位尺寸诊断的方法还较为匮乏，已成为阻碍滚动轴承故障预测与健康管理(PHM)进一步发展的主要因素之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于定位普遍法则的滚动轴承外圈缺陷定位诊断方法，以实现滚动轴承外圈缺陷定位尺寸的精确诊断，为机械设备故障预测与健康管理提供基础支撑。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于定位普遍法则的滚动轴承外圈缺陷定位诊断方法，该方法包括以下步骤：

1)定义滚动轴承全方位象限：以滚动轴承端面为参考平面，在参考平面内建立直角坐标系，过轴心O的水平线为x轴；水平向右为x轴正方向，记为x⁺；水平向左为x轴负方向，记为x^-；过轴心O的垂直线为y轴，垂直向下为y轴正方向，记为y⁺；垂直向上为y轴负方向，记为y^-；x轴和y轴将参考平面分割为四个象限，将x⁺Oy^-围成的区域定义为第一象限，y^-Ox^-围成的区域定义为第二象限，x^-Oy⁺围成的区域定义为第三象限，y⁺Ox⁺围成的区域定义为第四象限；以x⁺为角度基准线，第一象限对应的角度区间为[0°,90°]，第二象限的角度区间为[90°,180°]，第三象限对应的角度区间为[180°,270°]，第四象限的角度区间为[270°,360°]；将外圈缺陷的径向中心线与x⁺的逆时针夹角定义为外圈缺陷角位置φ_f；

2)测取振动加速度信号：以步骤1)中设定的直角坐标系为参考，在轴承座0°和90°位置分别安装第一加速度传感器和第二振动加速度传感器，并以采样频率f_s和采样点数N进行同步采集，第一加速度传感器采集的信号命名为a_x，第二加速度传感器采集的信号命名为a_y；以时间t为横坐标，a_x为纵坐标，绘制出a_x的时域波形图，以纵坐标方向为参照，在a_x的时域波形图中量取出滚珠经过外圈缺陷时激起的冲击波形的振荡起始方向，命名为a_x起始方向；以时间t为横坐标，a_y为纵坐标，绘制出a_y的时域波形图，以纵坐标方向为参照，在a_y的时域波形图中量取出滚珠经过外圈缺陷时激起的冲击波形的振荡起始方向，命名为a_y起始方向；