[发明专利]齿轮箱故障判断方法、装置、存储介质及设备

说明书

本公开涉及一种齿轮箱故障判断方法、装置、存储介质及设备，该方法包括：分别针对多个分解个数，通过变分模态分解法将从齿轮箱上采集到的原始信号分解为与所述分解个数对应的多个模态分量；基于每个所述分解个数对应的多个模态分量，确定最优分解个数；从所述最优分解个数对应的多个模态分量中，确定凸平度因子最大的一个模态分量，作为目标模态分量，所述凸平度因子表征所述模态分量的陡峭程度；根据所述目标模态分量的包络谱幅值，确定所述齿轮箱是否存在故障。这样能够准确地确定变分模态分解的分解个数，能够避免过高或过低地分解齿轮箱的原始信号，能够有效地用于齿轮箱故障特征频率的提取，从而准确地对齿轮箱的故障进行判断。

技术领域

本公开涉及数据分析技术领域，具体地，涉及一种齿轮箱故障判断方法、装置、存储介质及设备。

背景技术

行星齿轮箱在航空、工程机械、风力发电等各类传动系统中应用较为广泛，由于其工作环境复杂，表面承受交变载荷，故障率较高，对行星齿轮箱进行故障诊断和监测，对于确保机械系统正常工作和安全运行具有重要的意义。相关技术中，往往通过分析故障特征频率来完成对齿轮箱的故障诊断和监测。

在实际工程应用中，行星齿轮箱的振动信号是多种激励因素的耦合，其频率成分十分复杂，不仅包含各部件的旋转频率，齿轮副啮合频率及其倍频，还含有设备被激起的固有频率。行星轮既与太阳轮啮合，又与其他行星轮啮合，这种啮合方式导致某些特征频率很低；行星轮与传感器相对位置随着运转而变化，振动传递路径也不断变化，安装和制造误差、行星轮通过效应等都会引起信号的幅值或频率调制，导致边频带复杂，再加上环境噪声影响，故障特征频率容易被淹没，从而给齿轮箱的故障诊断带来很大困难。

发明内容

本公开的目的是提供一种齿轮箱故障判断方法、装置、存储介质及设备，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，本公开提供一种齿轮箱故障判断方法，包括：

分别针对多个分解个数，通过变分模态分解法将从齿轮箱上采集到的原始信号分解为与所述分解个数对应的多个模态分量；

基于每个所述分解个数对应的多个模态分量，确定最优分解个数；

从所述最优分解个数对应的多个模态分量中，确定凸平度因子最大的一个模态分量，作为目标模态分量，所述凸平度因子表征所述模态分量的陡峭程度；

根据所述目标模态分量的包络谱幅值，确定所述齿轮箱是否存在故障。

可选地，所述通过变分模态分解法将从齿轮箱上采集到的原始信号分解为与所述分解个数对应的多个模态分量，包括：

针对任一所述分解个数，将所述原始信号分解为与所述分解个数对应的多个模态分量；

通过交替乘子法迭代更新每个所述模态分量的傅里叶谱和中心频率；

在每个所述模态分量的所述傅里叶谱和所述中心频率均收敛的情况下，得到最终的多个模态分量。

可选地，所述基于每个所述分解个数对应的多个模态分量，确定最优分解个数，包括：

针对任一所述分解个数，根据所述分解个数对应的模态分量，分别计算每个所述模态分量的质量值；

根据每个所述模态分量的质量值，计算所述分解个数对应的变差，所述变差表征所述多个模态分量的质量值的稳定性；

选择所述变差最小的分解个数，作为所述最优分解个数。

可选地，所述根据所述分解个数对应的模态分量，分别计算每个所述模态分量的质量值，包括：

根据所述分解个数对应的多个模态分量，确定所述多个模态分量中的最大中心频率与最小中心频率；

根据所述最大中心频率与所述最小中心频率的差值，得到目标带宽；