【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及故障診斷相關，尤其涉及一種行星軸承故障特征增強與診斷方法及裝置。
技術介紹
1、行星減速器因具有大傳動比被廣泛應用在重工業領域，行星軸承作為關鍵傳動零件長期處于重載沖擊的工況，難免發生故障，及時診斷出故障對安全生產、避免經濟損失具有重大意義。雖然目前已有眾多學者在定軸軸承故障診斷領域提出了很好的方法，但針對行星軸承的故障診斷卻仍是難題。這是由于行星減速器內部有多級行星傳動，結構復雜，行星軸承故障沖擊信號會被齒輪嚙合信號、轉軸信號等調制，且傳感器安裝位置受限，沖擊能量在復雜的傳遞路徑中衰減，加之實際工作中強烈的環境噪聲，使采集信號的故障特征極其微弱。因此，如何有效對復雜信號進行降噪與故障特征增強提取，是解決行星軸承故障診斷的關鍵。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了至少解決現有技術的不足之一，提供一種行星軸承故障特征增強與診斷方法及裝置。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用以下的技術方案：
3、具體的，提出一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，包括以下：
4、采集行星減速箱殼體上的振動信號，并測量行星減速箱的輸出角速度；
5、使用自適應vmd處理所述振動信號得到最優分量，實現初步降噪和故障特征增強，并確定實際故障特征頻率；
6、將所述最優分量以及實際故障特征頻率輸入mnad算法中進一步降噪與增強故障特征輸出處理后的信號；
7、對處理后的所述信號通過傅里葉變換頻譜以及希爾伯特包絡譜分析故障狀態，
8、進一步，具體的，采集行星減速箱殼體上的振動信號，并測量行星減速箱的輸出角速度，包括，
9、使用加速度傳感器測量殼體上的振動信號，選擇信號周期沖擊能量最大的一個位置和方向進行采集，信號周期沖擊能量e定義如下：
10、
11、式中，xe為振動信號對應的包絡譜幅值；
12、并使用編碼器測量行星減速箱的輸出角速度，輸出角速度計算公式為：
13、
14、式中，δt為記錄編碼器讀數的時間間隔，count為編碼器讀數，resolution為編碼器分辨率。
15、進一步，具體的，使用自適應vmd處理所述振動信號得到最優分量，包括，
16、根據輸出角速度計算出行星軸承的內外圈理論故障特征頻率fbpfi和fbpfo，引入故障特征頻率區間[fbpfi-1,fbpfi+1]和[fbpfo-1,fbpfo+1]，針對所述振動信號對vmd的關鍵參數[k,α]進行尋優，尋優目標為故障特征頻率區間的兩區間內的最大包絡譜幅值，分解層數k的尋優范圍為[3，8]，搜索步長為1；懲罰因子α的尋優范圍[100，4000]，搜索步長為100；搜尋到最大包絡譜幅值對應的分量作為最優分量，該最大包絡譜幅值下對應的頻率為實際故障特征頻率。
17、進一步，具體的，將所述最優分量以及實際故障特征頻率輸入mnad算法中進一步降噪與增強故障特征輸出處理后的信號，包括，
18、將搜索得到的所述最優分量輸入到mnad算法中進行濾波，之后將mnad中的參數故障特征頻率設置為實際故障特征頻率以更新實際故障特征頻率。
19、進一步，具體的，對處理后的所述信號通過傅里葉變換頻譜以及希爾伯特包絡譜分析故障狀態，包括，
20、觀察傅里葉變換頻譜和希爾伯特包絡譜中故障特征頻率是否明顯，觀察包絡譜中除故障特征頻率及其倍頻外是否無明顯噪聲，若是，則識別為行星軸承發生故障，否則行星軸承無故障。
21、進一步，所述方法還包括，
22、將希爾伯特包絡譜中故障特征頻率與故障特征頻率區間比較來確定內圈或外圈故障。
23、本專利技術還提出一種行星軸承故障特征增強與診斷的裝置，包括以下：
24、數據獲取模塊，用于采集行星減速箱殼體上的振動信號，并測量行星減速箱的輸出角速度；
25、vmd算法模塊，用于使用自適應vmd處理所述振動信號得到最優分量，實現初步降噪和故障特征增強，并確定實際故障特征頻率；
26、mnad算法模塊，用于將所述最優分量以及實際故障特征頻率輸入mnad算法中進一步降噪與增強故障特征輸出處理后的信號；
27、診斷結果分析模塊，用于對處理后的所述信號通過傅里葉變換頻譜以及希爾伯特包絡譜分析故障狀態，輸出診斷結果。
28、本專利技術的有益效果為：
29、本專利技術提出一種行星軸承故障特征增強與診斷方法及裝置，至少具備以下4點優勢，
30、1.本專利技術只需采集減速器外殼體的振動信號，且給出了振動信號的采集測點確定方法，具有普適性與簡便性。
31、2.本專利技術改進傳統vmd算法，使其應對不同信號時能自適應并有效分解，有效實現初步降噪與特征提取，并有利于實現智能化診斷；
32、3.本專利技術將自適應vmd與mnad結合，使用自適應vmd來確定實際故障特征頻率，為mnad算法提供了準確的故障特征頻率輸入，能充分發揮mnad增強故障周期沖擊信號的能力。
33、4.本專利技術針對復雜信號提取周期性沖擊信號，其出色的故障特征提取能力也能應用到定軸軸承故障診斷中，乃至更廣的振動信號研究領域。
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1.一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，包括以下：
2.根據權利要求1所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，具體的，采集行星減速箱殼體上的振動信號，并測量行星減速箱的輸出角速度，包括，
3.根據權利要求2所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，具體的，使用自適應VMD處理所述振動信號得到最優分量，包括，
4.根據權利要求3所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，具體的，將所述最優分量以及實際故障特征頻率輸入MNAD算法中進一步降噪與增強故障特征輸出處理后的信號，包括，
5.根據權利要求1所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，具體的，對處理后的所述信號通過傅里葉變換頻譜以及希爾伯特包絡譜分析故障狀態，包括，
6.根據權利要求5所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，所述方法還包括，
7.一種行星軸承故障特征增強與診斷的裝置，其特征在于，包括以下：
【技術特征摘要】
1.一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，包括以下：
2.根據權利要求1所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，具體的，采集行星減速箱殼體上的振動信號，并測量行星減速箱的輸出角速度，包括，
3.根據權利要求2所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，具體的，使用自適應vmd處理所述振動信號得到最優分量，包括，
4.根據權利要求3所述的一種行星軸承故障特征增強與診斷方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳新度，陳浩乾，李平，吳智恒，吳磊，鄧志文，
申請(專利權)人：廣東工業大學，
類型：發明
國別省市：
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