基于ITD-形态滤波和Teager能量谱的轴承故障诊断.pdf

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1、第37卷第4期仪器仪表学报V。1．37N。．42016年4月ChineseJoumal0fScienti6cInstmmentApr·2016基于ITD一形态滤波和Teager能量谱的轴承故障诊断霉张小龙，张氢，秦仙蓉，孙远韬(同济大学机械与能源工程学院上海201804)摘要：针对强背景噪声下滚动轴承振动信号故障特征信息难以提取的问题，提出了结合固有时间尺度分解(rrD)-形态滤波和Tea鼯r能量谱的滚动轴承故障特征提取与诊断方法。首先对滚动轴承振动信号采用ITD方法分解，得到若干个固有旋转分量；考虑到噪声主要分布在高频段，取前2个高频的

2、固有旋转分量进行形态滤波，并将滤波后的信号与剩余固有旋转分量重构；对重构信号计算Teager能量算子并绘制Teager能量谱，从Teager能量谱中可以识别出故障特征。将本方法应用于滚动轴承的内圈故障和外圈故障诊断，结果表明ITD．形态滤波可以有效去除振动信号中的背景噪声并保留冲击特征，Teager能量谱可以直观并准确显示出故障特征。关键词：滚动轴承；故障诊断；固有时间尺度分解；形态滤波；Teager能量谱中图分类号：THl33．3TN911文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．40Fallltdiagnosismethodforr

3、ollingbearingbasedonITD-morphologicalfilterandTeagerenergyspectrumZhangXiaolong，ZhangQing，QinXianrong，SunYuantao(＆^00z旷胁c危。凡icⅡf凸giMe—ng，％n舒‰西e体毋，鼢Ⅱ啦斫2DJ8舛，醌i∞)Abst阳ct：，11}lefaultfeaturesofrollingbe捌ngvibrationsi印alusuallyareimnlersedinheavybackgroundnoiseanddimculttobeex

4、tracted．AimingattIlisproblem，afaultfeatureextractionanddiagnosismethodforrollingbearingisproposedbasedonthecombinationofintrinsictimescaledecomposition(ITD)一mo呐olo百cal矗lterandTeagerenergyspectnlm．Theori西nalvibrationsignalofrollingbeaIjngisdecomposedintoseVeralproperrotati

5、on(PR)componentswithITDmethod．Themorphological矗lterisperfo硼edonthe6rsttwoPRcomponentstoreducethenoisesconsideringthatthenoisesaI℃mainlydistdbutedonthehighf南quencyband．T1le6lteI℃dsignalandt11eotherPRcomponemsarereconstructedasanewtargets唔naltoext『actfaultfeatl】res．TheTeage

6、renergy叩eratorofthereconstmctedsignaJiscalculatedandtheTeagerenergyspectmmisobtainedwithFFll．rI’Ilefaultfeaturescouldbeidentmedfromthe7reagerenergyspectmm．Theproposedmethodwasappliedtothefaultdiagnosisofthedefectivemllingbe丽ngswi山innerracefaultandouterracefault．Theresults

7、indicatethattheITD—morpholo百calfiltermethodcouldeffbctivelyeliminatethebackgroundnoisein也evibrationsignalandreservetheimplllsefeaturesofthebe撕ngsignal．TheTeagerenergyspectmmcouldrevealthefaultfeaturesexplicidyandaccurately．Keywords：rouingbearing；faultdiagnosis；in埘nsictime

8、scaledec伽position(ITD)；mo呐olo西calfil呱Teagerenergyspectnlm1引言滚动轴承被广泛应用于旋转机械，是关键的传动部件之一，其运行状态的优劣会对