[发明专利]滚动轴承运行状态检测方法、故障诊断方法及系统

说明书

本发明属于机械系统状态监测与故障诊断技术领域，提供了一种滚动轴承运行状态检测方法、故障诊断方法及系统。其中，滚动轴承运行状态检测方法包括提取滚动轴承的振动信号的短时周期图谱；利用无向加权图对短时周期图谱进行映射，得到一系列图谱频率；监测主图谱频率的变化趋势，以判断滚动轴承的运行状态，实现滚动轴承的早期故障检测。其将监测得到的振动信号进行分析处理，实现滚动轴承的运行状态监测，在滚动轴承出现早期故障时及时准确的监测到。

技术领域

本发明属于机械系统状态监测与故障诊断技术领域，尤其涉及一种滚动轴承运行状态检测方法、故障诊断方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

滚动轴承广泛应用于现代旋转机械中，其运行状态是否正常往往直接影响到整台机器的性能，如精度、可靠性、寿命等，同时滚动轴承也是旋转机械最常见的故障源之一。滚动轴承的缺陷会使设备产生异常的振动和噪声，进而发展成为故障，造成设备损坏，甚至发生灾难性事故。因此，对滚动轴承进行有效的早期状态检测和故障诊断，对于降低维修成本、保证可靠性具有重要意义。

传统的轴承故障检测与诊断是通过分析轴承运行过程中采集的状态信号(如振动、温度、声音等)来进行的。由于振动信号能够提供与轴承故障相关的最本质的信息，基于振动的方法在这一领域得到了广泛的研究。轴承在退化过程中可能有不同的故障类型，主要是由于在内外圈和滚珠上的缺陷。不同类型的故障会导致独特的频率成分。因此，传统的频谱分析方法侧重于监测这些频率成分，以便进行健康状况识别。这种方法依赖于提取与故障相关的频率分量的参数。然而，在这种方法中计算这些参数是十分困难，甚至是不可能的。针对这一缺点，提出的一些利用高层次特征(如直方图、图像、谱峰度等)从频谱中提取有用信息的方法。然而，发明人发现，这些方法假设频率之间是独立的，而忽略了挖掘隐藏在其中的相关性，从而不能及时准确监测到滚动轴承出现的早期故障。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种滚动轴承运行状态检测方法及系统，其将监测得到的振动信号进行分析处理，实现滚动轴承的运行状态监测，在滚动轴承出现早期故障时及时准确的监测到。

本发明提供一种滚动轴承运行状态故障诊断方法及系统，其基于检测到的滚动轴承早期故障，进行故障判别，以提高滚动轴承维修效率。

了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种滚动轴承运行状态检测方法。

在一个或多个实施例中，一种滚动轴承运行状态检测方法，包括：

提取滚动轴承的振动信号的短时周期图谱；

利用无向加权图对短时周期图谱进行映射，得到一系列图谱频率；

监测主图谱频率的变化趋势，以判断滚动轴承的运行状态，实现滚动轴承的早期故障检测。

本发明的第二个方面提供一种滚动轴承运行状态检测系统。

在一个或多个实施例中，一种滚动轴承运行状态检测系统，包括：

短时周期图谱提取模块，其用于提取滚动轴承的振动信号的短时周期图谱；

图谱频率映射模块，其用于利用无向加权图对短时周期图谱进行映射，得到一系列图谱频率；

主图谱频率监测模块，其用于监测主图谱频率的变化趋势，以判断滚动轴承的运行状态，实现滚动轴承的早期故障检测。

本发明的第三个方面提供一种滚动轴承运行状态故障诊断方法。

在一个或多个实施例中，一种滚动轴承运行状态故障诊断方法，包括：

采用如上述所述的滚动轴承运行状态检测方法，判断出滚动轴承出现早期故障；