基于经验小波变换的滚动轴承故障诊断研究.pdf

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn基于经验小波变换的滚动轴承故障诊断研究1,22222**徐明，谭继文，陈龙，孙显彬，俞昆5（1.青岛特殊钢铁有限责任公司动力装备部；2.青岛理工大学机械工程学院）摘要：经验小波变换(EWT)作为一种新的自适应信号分解方法，通过在频域自适应构造带通滤波器组，构造正交小波函数，以提取具有紧支撑傅里叶频谱的调幅-调频(AM-FM)分量。10本文将该方法应用到滚动轴承故障诊断中，提出了一种基于经验小波变换的滚动轴承故障诊断方法。由于滚动轴承故障信号中的低频

2、有效成分往往受到多个轴承共振频率调制影响，轴承共振频带往往包含丰富的故障信息，依据轴承故障信号的上述特点提出经验小波变换频带范围划分准则，合理选择频带边界，完整保留共振频带。关键词：滚动轴承；故障诊断；经验小波变换；共振频带15中图分类号：TH17FaultDiagnosisofRollingElementBearingBasedonEmpiricalWaveletTransform1,22222XUMing,TANJiwen,CHENLong,SUNXianbin,YUKun20(1.Departmento

3、fPowerEquipment,QingdaoSpecialSteelLimitedLiabilityCompany;2.SchoolofMechanicalEngineering,QingdaoUniversityofTechnology)Abstract:Asanewadaptivesignaldecompositionmethod,Empiricalwavelettransform(EWT)canadaptivelybuiltband-passfiltersinthefrequencydomainsoa

4、stoconstructtheorthogonalwaveletfunctionsandextracttheAM-FMcomponentsthathaveacompactsupportinFourier25spectrum.Hereby,EWTisintroducedinthefaultdiagnosisofrollingelementbearing.Thelowfrequencycomponentsofbearingfaultsignalissubjectedtotheeffectofmodulatingb

5、ythemultiplebearingresonancefrequencies,thebearingresonancebandscarryrichfaultinformation.Afrequencybanddivisionmethodofempiricalwavelettransformisputforward,whichcoulddeterminethefrequencybandboundariesreasonablyandpreservetheresonanceband.30Keywords:rolli

6、ngelementbearing;faultdiagnosis;empiricalwavelettransform;resonanceband0引言滚动轴承是现代工业设备中应用最为普遍的机械部件之一，其工作状态直接决定重大装备和主机产品的性能、质量和可靠性。滚动轴承在运转过程中产生的振动信号包含大量故障[1]35信息。如何从振动信号中提取出有效表征故障特征对滚动轴承故障诊断具有十分重要的意义。为此，研究人员提出了许多滚动轴承故障诊断方法。小波分析(WaveletTransform,WT)是其中典型的一种故障诊

7、断技术，该技术自提出到现在已经引起了人们的广泛注意。然而，[2]小波分析在使用时也存在缺点，如：小波基的选择、分解尺度的选择。经验模态分解(empiricalmodedecomposition,EMD)作为另外一种广泛使用的故障诊断技术，可以将信号自40适应的分解为若干个固有模态分量(intrinsicmodefunctions,IMF)。近些年，EMD技术在故[3]障诊断中成功应用的案例如雨后春笋般呈现出来。然而，EMD在使用过程中也存在一些亟待解决的问题，如：缺少理论基础、易产生虚假分量、易出现模态混叠现

8、象。针对WT作者简介：徐明（1966-），男，高级工程师，旋转机械故障诊断通信联系人：谭继文（1960-），男，教授，旋转机械故障诊断，钢丝绳无损检测.E-mail:tanfanye@sina.com-1-中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn和EMD中存在的不足，Gilles结合WT的理论框架和EMD的自适应性，提出了经验小波[4]分析(empiricalwavelettr