[发明专利]具有扭振故障诊断功能的自供电轴承及扭振故障诊断方法

权利要求书

1.一种具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，其特征在于：包括：轴承本体，与轴承本体的外圈的内环面固定连接的新型变磁阻结构与所述新型变磁阻结构输出端连接的电压比较单元以及与所述电压比较单元的输出端通信连接的扭振故障诊断单元；

所述轴承本体的环状中隔圈为齿状；

所述新型变磁阻机构包括线圈、磁钢、E型硅钢和固定壳体，磁钢安装于E型硅钢伸出端端部，线圈缠绕在E型硅钢伸出端，所述固定壳体将线圈、磁钢和E型硅钢封装在其内部，且固定壳体的与轴承外圈内环面固定连接。

2.根据权利要求1所述具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，其特征在于：所述扭振故障诊断单元包括数据预处理单元和故障诊断单元，其中，所述数据预处理单元用于接收所述信号处理子单元传输的数据并对所述数据进行预处理，同时，将预处理后的数据传输至故障诊断单元，所述故障诊断单元根据预处理后的数据诊断轴承是否发生故障。

3.根据权利要求2所述具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，其特征在于：所述数据预处理单元包括用于接收所述信号处理子单元传输数据的数据获取单元、用于接收所述数据获取单元的数据并过滤所述数据中的噪声的包络解调单元、用于接收所述包络解调单元输出的数据并对所述数据进行零点数据插值的数据零点插值单元、用于接收所述数据零点插值单元输出的数据并对数据进行阈值清洗的数据阈值清洗单元、用于接收所述数据阈值清洗单元的数据并确定周期平均转速的平均转速确定单元以及用于确定圆锥滚子转过的扭角的扭角确定单元。

4.根据权利要求3所述具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，其特征在于：所述故障诊断单元包括：用于对预处理得到的转速数据进行序列转换的数据序列转换单元、用于接收所述数据序列转换单元的数据并对数据进行切片排序处理的数据切片排序单元、用于接收所述数据切片排序单元的数据并对数据进行补零的数据补零单元、用于接收所述数据补零单元的数据并根据数据提取扭振时域信号的时频分析单元以及用于接收所述时频分析单元的数据并对数据进行特征频率定位的定位单元。

5.根据权利要求1所述具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，其特征在于：所述轴承本体的外圈内环面的非承载区设置有用于容纳所述新型变磁阻结构凹槽。

6.根据权利要求5所述具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，其特征在于：所述线圈的数量大于等于1。

7.一种扭振故障诊断方法，其特征在于，所述方法适用于具有扭振故障诊断功能的自供电轴承，所述方法包括如下步骤：

S1：输入算法参数和转速数据，其中，所述算法参数包括采样频率f、齿数z、转速序列长度、转速序列X(i)、齿平均数m和周期平均数M；

S2：采用线性插值法确定所述转速数据的零点序列；

S3：判断随机噪声引入的虚假零点是否大于阈值，若是，进入下一步，若否，则进入下一个虚假零点值并重复步骤S3；

S4：将零点序列通过周期平均确定周期滤波后的瞬时转速序列；

S5：将瞬时转速系列进行周期采样积分平均，得到每个周期下的平均转速序列；

S6：通过瞬时转速序列和平均转速序列确定扭角序列；

S7：判断步骤S6获得的扭角是否明显大于轴系正常运转时计算得到的扭角均值，若是，则轴承故障，反之，则轴承未发生故障。