基于形态分量分析与阶次跟踪的齿轮箱复合故障诊断方法-论文.pdf

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1、第29卷第1期航空动力学报Vo1．29N0．12014年1月JournalofAerospacePowerJan．2014文章编号：1000—8055(2014)010225—08doi：10．13224／j．cnki．jasp．2014．01．029基于形态分量分析与阶次跟踪的齿轮箱复合故障诊断方法陈向民，于德介，李蓉(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)摘要：针对变转速下齿轮箱复合故障的故障特征提取，提出了基于形态分量分析与阶次跟踪的齿轮箱复合故障诊断方法．该方法根据齿轮箱复合故障振动信号中齿轮和滚动轴承故障成分的形态差异性，先用形态分量分

2、析将其分解为包含齿轮局部故障信息的谐振分量、包含滚动轴承局部故障信息的冲击分量和随机噪声分量，再根据实测转速信号分别对谐振分量和冲击分量进行包络阶次分析，根据各包络阶次谱诊断齿轮箱复合故障．算法仿真和应用实例表明：该方法能有效分离变转速下齿轮和滚动轴承的故障特征，且其故障特征提取效果要优于传统的包络阶次谱方法．关键词：阶次跟踪；形态分量分析；包络阶次谱；齿轮箱；复合故障中图分类号：V231．9；TH113．1；TH165．3文献标志码：ACompoundfaultdiagnosismethodforgearboxbasedonmOrphOlOgicalcomponent

3、analysisandordertrackingCHENXiang—min，YUDe—jie，LIRong(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Inviewoftheproblemofextractingfaultcharacteristicsfromrotatingspeedchanginggearboxwithcompoundfaults，acompoundfaultdiagnosi

4、smethodforgearboxbasedonmorphologicalcomponentanalysis(MCA)andordertrackingwasproposed．Ac—cordingtothemorpho1ogica1diversityofthefaultsignalsofgearandrollingbearing，thevi—brationsignalsofgearboxwithcompoundfaultcouldbedecomposedintotheharmoniccorn—ponentcontainingthefaultinformationofgea

5、r，theimpulsecomponentcontainingthefaultinformationofrollingbearingandtherandomnoisecomponentbyusingMCA．Andaccord—ingtothemeasuredrotatingspeed，theharmoniccomponentandtheimpulsecomponentwerethenanalyzedrespectivelybytheenvelopeorderanalysis，andthecompoundfaultdiag—nosiswascarriedoutbasedo

6、ntheenvelopeorderspectra．Simulationandapplicationexam—plesindicatethattheproposedmethodcaneffectivelyseparatethefaultcharacteristicsignalsofgearandrollingbearingunderchangingrotatingspeed，anditissuperiortotraditionalenvelopeorderspectrummethodaccordingtotheeffectoffaultcharacteristicextr

7、action．Keywords：ordertracking；morphologicalcomponentanalysis；envelopeorderspectrum；gearbox；compoundfaults收稿日期：2012-1卜30基金项目：国家自然科学基金(51275161)}湖南省科技计划(2o12SK3184)；广东省省部产学研结合项目(2009B090300312)作者简介：陈向民(1984一)，男，湖南衡阳人，博士生，主要从事信号处理与机械故障诊断研究．通讯作者：于德介(1957-)，男，湖南常德人，教授、博士生导师，博士