基于快速谱峭度算法的共振解调方法在滚动轴承故障特征提取中的应用.pdf

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1、振动与冲击第32卷第1期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCK基于快速kurtogram算法的共振解调方法在滚动轴承故障特征提取中的应用王宏超，陈进，董广明，从飞云(上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240)摘要：共振解调方法是滚动轴承故障特征提取和故障诊断中最为常用的一种方法。然而传统的共振解调技术存在带通滤波参数(中心频率和滤波带宽)需要人工进行预先确定，其具有很大的偶然性、局限性等缺陷。本文将快速Kurtogram算法用于共振解调技术带通滤波器参数的确定中，并结合共振解调技术成功运用于滚动轴承的故障特征提取，弥补了传统共振解调方法需要人工干预进行

2、带通滤波参数确定的不足，并分别进行仿真和实验来验证该方法的有效性。关键词：kurtogram；共振解调；滚动轴承；特征提取中图分类号：TP206+．3文献标识码：AApplicationofresonancedemodulationinrollingbearingfaultfeatureextractionbasedonfastcomputationofkurtogramWANGHong—chao，CHENJin，DONGGuang—ruing，CONGFei—yun(1．TheStateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，Shan

3、ghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Theresonancedemodulationisanimportantmethodinrollingbearingfaultfeatureextractionandfaultdiagnosis．Butthetraditionalresonancedemodulationmethodneedstoselectproperparametersofaband—passfilter(center—frequencyandband-width)，ithasmanyshortcoming

4、s，suchas，uncertaintyandlimitation．Here，thefastcomputationofakurtogramwasusedtochooseparametersofaband—passfilter，anditwascombinedwiththeresonancedemodulationandusedforrollingbearingfaultfeatureextraction．Itwasshownthatthemethodissuperiortothetraditionalresonancedemodulationmethod．Finally，simula

5、tionandtestresultsverifiedtheeffectivenessoftheproposedmethod．Keywords：kurtogram；resonancedemodulation；rollingbearings；featureextraction滚动轴承是应用最广泛的机械零件，同时也是机外学者提出了既能反映瞬态冲击强弱，又能指示其频械设备中最容易损坏的元件。据统计，在使用滚动轴率的谱峭度(Spectralkurtosis，简称sK)指标J。它是承的旋转机械中，大约有30％的机械故障都是由于轴一种将峭度指标与频谱分析相结合的一种方法，可以承引起的¨J。对滚动轴

6、承的故障特征提取和故障诊断非常有效地检测故障冲击信号，此方法最先由Dwyer一直是故障诊断领域中研究的热点。作为一种统计理论方法引入故障诊断领域。此后，共振解调技术是根据故障轴承在振动信号中会出Antoni．J给出了应用SK进行故障诊断的正式理论依现调制现象，通过带通滤波器选取携带故障信息的调据，从而填补了SK在故障诊断领域的应用理论基础空制信号，然后经过包络解调技术将故障信号从调制信白，并提出了基于短时傅里叶变换(STFT)的谱峭度法，号中分离出来，进而根据其频谱中是否含有明显的轴将其用于实际机械故障的诊断。承故障特征频率来诊断轴承是否发生故障及故障的类1快速kurtogram算法

7、J型J。然而传统的共振解调技术存在带通滤波器参数(中心频率和滤波带宽)需要预先人为确定，具有巨大1．1谱峭度(SK)的偶然性和局限性等缺陷。谱峭度最初由Dwyer_4用于弥补功率谱发现瞬态峭度对冲击信号敏感，可用于评价轴承和齿轮等冲击信号时的缺点时提出的。其基本思想是计算每一振动冲击成分的强弱。但峭度指标易受噪声的干扰且频线上的峭度值从而发现发生冲击的频段。这种方法无法反映冲击的变化特征，为解决这一问题，近年来国后来经过实践验证表明：在强噪声干扰峭度指标失