[发明专利]一种齿轮局部故障诊断方法及系统

摘要

本发明涉及一种齿轮局部故障诊断方法及系统，属于故障诊断技术与信号处理分析技术领域。本发明获取故障齿轮振动信号，以及故障齿轮所在轴的转速脉冲信号；对获得的故障齿轮振动信号进行带通滤波降噪处理；计算初步降噪的故障齿轮振动信号的最优共振频带；将得到的初步降噪的故障齿轮振动信号转化到角域并进行平均处理得到平均后的角域故障齿轮振动信号；利用得到的最优共振频带，将平均后的角域故障齿轮振动信号中的最优共振频带以外的信号成分去除，获得故障齿轮故障特征信号；利用包络分析和相位计算对得到的故障齿轮故障特征信号进行解调分析。本发明能够更好的保证提取出的齿轮故障信息的精度。

主权项

1.一种齿轮局部故障诊断方法，其特征在于：包括：信号采集步骤，通过压电式振动加速度传感器获取故障齿轮振动信号，以及通过电涡流位移传感器获取故障齿轮所在轴的转速脉冲信号；频域滤波步骤，对信号采集步骤获得的故障齿轮振动信号进行带通滤波降噪处理；谱峭度计算步骤，计算初步降噪的故障齿轮振动信号的最优共振频带{fo,Bo}，fo为最优共振频率，Bo为最优带宽；角域同步平均步骤，将频域滤波步骤所得到的初步降噪的故障齿轮振动信号转化为到角域并进行平均处理得到平均后的角域故障齿轮振动信号y(θ)；特征信号提取步骤，利用谱峭度计算步骤所得到的最优共振频带，将平均后的角域故障齿轮振动信号y(θ)中的最优共振频带以外的信号成分去除，保留最优共振频带内的信号成分，获得故障齿轮故障特征信号yA(θ)；解调步骤，利用包络分析和相位计算对特征信号提取步骤所得到的故障齿轮故障特征信号yA(θ)进行解调分析；所述解调步骤具体为：以最优共振频率fo作为载频，将故障齿轮故障特征信号yA(θ)的最优共振频带中心平移至原点，即去掉载波，得到平移后故障齿轮故障特征信号yA‑shift(θ)，其算法如下式所示：yA‑shift(θ)＝yA(θ)exp(‑j2πfoθ)式中：yA(θ)故障齿轮故障特征信号，yA‑shift(θ)为平移后故障齿轮故障特征信号，fo为最优共振频率，j为虚数单位；然后对yA‑shift(θ)进行FFT变换转换到阶比域，将负半轴的频率成分全部置零，再对剩余谱线进行IFFT得到一个复信号；对这个复信号其进行包络分析得幅值调制信号A(θ)，计算其相位即得相位调制信号P(θ)；结合幅值和相位调制信号可判断齿轮的故障程度及其位置。