小波变换与EMD分析在滚动轴承故障诊断中的应用.pdf

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1、·35小波变换与EnD分析在滚动轴承故障诊断中的应用袁方。胡斌梁，周知进(湖南科技大学机电_r-程学院，湖南湘潭411201)摘要：针对滚动轴承故障信号的非平稳和调制特点，将小波变换与_种新的信号分析方法EMD(经验模态分解)相结夸用于滚动轴承故障诊断。该方法首先利用，J、波分析技术对检测的信号进行分解，并对含有故障特征的信号进行重构。然后对重构信号进行EMD分解，选取能够反映故障特征的IMF分量进行边际谱分析，得出滚动轴承故障信号对应的频谱，由此确定轴承的故障模式。实验研究结果表明该方法正确有效。0一-关键词：小波变换EMD故障诊断滚动轴承■曩一l中图分类号：TP306+．3文

2、献标识码：A文章编号：t002-6886(2010)04-0035-~一一0一一0一一ApplicationofWaveletTransformandEMDAnalysistoRollingBearingFaultDiagnosisYUANFang，HUBi~iang，ZHOUz~jinAbstract：Inallusiontothenon—stationarityandmodulationfeatureofrollingbearingfaultsignals，thispaperunifiesthewavelettrans—fommtionwithonekindofrecentd

3、iscoveredsign~analysismethodEMD(experiencemodalitydecomposition)intherollingbearingfailurediagnosis．ThismethodfirstdecomposetestingsignalsthroughamethodbasedOfwavelet．andreconstructthefaultsignals．Andthendecom-posereconstructedsignalthroughamethodbasedonEMD，throughthecorrectIMFselectionspectr

4、umanalysiscanreflectthebreakdowncharacteristicofrollingbeating，Soastogetthefrequencyoffaultsignals．Soyoucanestimatewhatkindofthefauhmodeis．Theexperimentalstudyresultindicatesthismethodofhighaccuratelyandeffectivety．Keywords：wavelettransform；EMD；failurediagnosis；rollingbearing0引言1小波变换轴承是各种旋转机械

5、中应用最广泛的一种通用机械部设(￡)L(R)，其傅里叶变换为()，当()满足件，它们在旋转机械中起着关键的作用，但是，它也是最易发容许条件时，O(t)称为一个基本小波或母小波。将母小波经生故障的元件之一。根据资料统计，约30％的旋转机械的故伸缩和平移得到连续小波序列：障是由于轴承的损坏所引起的。从国内来看，近年来机械工业，尤其是轴承行业所服务的主机行业发展很快，并向高精=IIf1度、商胜能、高可靠性、高附加值发展。而轴承行业发展滞后，任意连续时间信号_厂(t)的小波变换为：尚不能完全满足主机配套的需要。国内厂商主要问题在于自主创新能力差、开发能力不适应，产品结构不适应，制造水)=

6、’×(t-b)d平不适应，技术含量不适应。不仅如此，更重要的是轴承生产其对应的逆变换为：加工过程中，相应的故障检测、精度检测技术落后，其检测结=)(t-b)6果非常粗糙且误差较大，严重影响了轴承产品的生产速度和加工质量。通过上式可以获得小波重构信号。另外，在使用过程中，绝大多数的机械故障是由轴承引2EMD方法的基本原理起的，如何及时诊断出这些问题就成了一个新的课题。本文就轴承故障检测问题提出了一种新的方法，并在本论文中得EMD(经验模态分解)是美籍华人N．E．huang在1998以检验，相信此方法能为国内轴承企业提高检测速度和精度年提出的具有自适应性的信号分解方法。该方法可以把有

7、所贡献。复杂信号(t)分解为有限数量的具有一定物理意义的固作者简介：袁方(1983一)，男，湖南科技大学机电工程学院硕士研究生，研究方向为制造业信息化。收稿日期：2010—3—6中国机械采购网·36·有模态函数(IMF)，合理选取其中能够体现故障信息的=49．85Hz．=30．14HzIMF分量进行分析就能够获得滚动轴承的故障特征信息。3．1轴承内圈故障诊断对任一实信号(t)进行EMD分解的具体步骤如下：图2为轴1)确定信号(f)的所有局部极值点，然后用三次样承内圈存在故条线将所