基于小波分析的轴承故障诊断研究.pdf

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1、总第167期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2013．07．005基于小波分析的轴承故障诊断研究刘琦(中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083)摘要：轴承故障诊断是大型矿山机械设备故障诊断的一个重要方面。基于轴承振动信号的非平稳特征及小波变换对非平稳信号分析的有效特性，在研究小波变换理论的基础上，提出了一种基于小波分析的轴承故障诊断方法。将振动信号进行小波分解与重构，然后对细节信号进行Hilbert包络检波和频谱分析，即可获取信号的特征频率。通过对球状点蚀故障诊断的实验仿真，验证了该方法有效可靠。关键词：滚动轴承；振动采集；特征频率；减速

2、器中图分类号：TH133．33文献标识码：A文章编号：1005—2798(2013)07—0012—03ResearchonBearingFaultDiagnosisbasedonWaveletLIUQi(ElectricalandInformationEngineeringInstituteofChinaUniversityofMining&Technology，Beijing100083，China)Abstract：Thediagnosisofbearingfaultisanimportantaspectinthediagnosisoflarge—scaleminingma

3、chineryequipment．Onthebasisofthetheoryofwavelettransformwhichisveryeffectivefortheanalysisofnon—stationarysignalsinthebearingvibration，afaultdiagnosistechnologyhavebeenproposed．Thevibrationsignalisdecomposedandreconstructedbyusingwavelettransform．Thenthecharacteristicfrequencyofthesignalcanbe

4、gotbyusingHilberenvelopedetectionprocessingandspectrumanalysis．Throughtheex—perimentalsimulationofsphericalpittingfailureverifythatthemethodiseffectiveandreliable．Keywords：rollingbearing；vibrationacquisition；characteristicfrequency；reducer刮板输送机是当前现代化采煤工艺中不可缺少1小波分析方法的主要设备，不仅用于运送煤和物料，还是采煤机的运行轨道

5、¨。刮板输送机减速器作为刮板输送机的小波分析方法是一种时间窗和频率窗都可以改核心部件，具有工作时间长、工作环境复杂等特点，变的时频局部化分析方法，在低频部分具有较高的尤其是减速器输出轴的滚动轴承经长时间的连续工频率分辨率和较低的时间分辨率；在高频部分具有作，发生点蚀疲劳、胶合、保持架断裂等故障的概率较高的时间分辨率和较低的频率分辨率J。较大，一旦减速器轴承发生故障，就会影响刮板输送小波变换是对一个函数在空间和时间上进行局机的正常运转，造成经济损失，影响安全生产。因部化的一种数学变换，通过平移母小波获得信号的此，及时准确检测减速器滚动轴承的运行故障，并对时间信息；通过缩放母小波的宽

6、度(或称尺度)获得故障进行有效可靠的处理，对煤矿安全生产具有重信号的频率特性；对母小波的平移和缩放操作是为要意义¨2J。减速器滚动轴承的故障信号为非平稳性计算小波的系数，这些系数代表局部信号和小波之信号。由于小波分析是针对非平稳信号的一种有效间的相互关系。小波分析是将信号分解成一系列小的时频分析方法，且具有较高的时间分辨率和频率波函数的叠加，而这些小波函数都是由一个母函数分辨率，在此基础上本文提出了一种基于小波分析经过平移与尺度缩放得来的。的轴承故障诊断方法。利用该方法分别对滚动轴承于正常工况和滚动体单点点蚀工况下的两种数据进小波变换实质是用一簇函数(即小波函数)去行采集和分析处

7、理。最终，试验分析结果表明该方表示或逼近某一信号或函数。其需要满足的容许条法有效、可靠。件为：收稿日期：2013-03-29作者简介：刘琦(1988一)，男，山西长治人，在读硕士研究生，研究方向为机电一体化。122013年7月刘琦：基于小波分析的轴承故障诊断研究第22卷第7期统选用8通道、高精度频域测量的动态信号采集模C：f7d<∞(1)块PXI一4472PXI一4472，实现对加速度传感器的采则函数()∈L(R)的小波变换及小波逆变集。其输入通道集成了集成电路压电式(IEPE)