EMD与同态滤波解调在滚动轴承故障诊断中的应用.pdf

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1、第33卷第5期河南理工大学学报(自然科学版)VoI．33No．52014年10月JOURNALOFHENANPOLYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)0ct．2014EMD与同态滤波解调在滚动轴承故障诊断中的应用冷军发，荆双喜，华伟(河南理工大学机械与动力工程学院，河南焦作454000)摘要：根据滚动轴承的振动故障特征，介绍了一种新的基于经验模态分解(EmpiricalModeDe—composition，EMD)与同态滤波解调相结合的滚动轴承故障诊断方法．EMD可将轴承故障信号分解成若干个IM

2、Fs(IntrinsicModeFunctions)，各个IMF突出了原始信号的某些局部特征．再对某些IMFs有针对性地进行同态滤波解调，提取了轴承内圈故障特征频率，诊断出轴承内圈严重磨损故障．同时，为更突出同态滤波解调方法的优越性，与Hilbert包络进行了对比分析．仿真与应用结果表明，同态滤波解调方法要优于Hilbert包络法．关键词：故障诊断；经验模态分解；Hilbert包络；同态滤波解调中图分类号：TP242．2文献标识码：A文章编号：1673—9787(2014)05—0611-05ApplicationofEMDa

3、ndhomomorphicfilteringdemodulationtofaultdiagnosisofrollingelementbearingLENGJun—fa，JINGShuang-xi，HUAWei(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，Henan，China)Abstract：Accordingtothevibrationfaultcharacteristicsofrollingelementsb

4、earing，afaultdiagnosismethodbasedonempiricalmodedecomposition(EMD)andhomomorphicfilteringdemodulationwasintroduced．Thevibrationsignalofarollingelementbearingwasdecomposedintoseveralintrinsicmodefunctions(IMFs)withEMDmethod，andeveryIMFhighlightssomelocalfeaturesofthe

5、originalsigna1．Then，thecharacteristicfre-quencyofbearinginnerringwasextractedfromsomeIMFsbyusinghomomorphicfilteringdemodulation，andinnerraceseverewearwasdiagnosed．Atthesametime，inordertogiveprominencetothesuperiorityofthehomomorphiefilteringdemodulationmethod，acomp

6、arisonwiththeHilbertenvelopemethodwascompleted．Thesimulativeandexperimentalresultsindicatethattheeffectofhomomorphicfilteringdemodulationissupe—riortoHilbertenvelopedemodulation．Keywords：faultdiagnosis；empiricalmodedecomposition；hilbertenvelope；homomorphicfilteringd

7、emodulation圈或滚动体出现点蚀、剥落、裂纹或磨损等损伤故0引言障时，轴承旋转时将产生非平稳性的周期性冲击．滚动轴承一般是机械设备受载荷最集中的部因噪声等因素的干扰，一般表现为复杂的调幅、调位，因此设备运行状态可以通过滚动轴承的振动频或综合调制现象．调制信号的中心频率对应于信号所携带的丰富信息反映．当滚动轴承内圈、外轴承某一元件缺陷所对应的通过频率，或轴承系收稿日期：2013-04-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(11272115)；第八批河南省重点学科项目(机械工程)．作者简介：冷军发(1974一)，男，江西

8、宜春人，博士生，副教授，主要从事机械设备状态监测与故障诊断的教学与研究工作E—mail：lengjf@hpu．edu．cn6l2河南理工大学学报(自然科学版)2014年第33卷统固有振动频率⋯；故障低频调制频率对应于轴经式(1)的EMD分解后，得到n个IMFs分量C。，承某一