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江蘇振迪檢測科技有限公司
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閱讀：57發(fā)布時間：2023-1-20
如何使用振動分析儀分析軸承振動信號瞬時頻率？其方法是什么？江蘇振迪檢測來為您講述！
一、設(shè)布景技能
軸承是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中的關(guān)鍵部件由于長期接連作業(yè)在高載荷、高轉(zhuǎn)速下發(fā)生故障的比例。一起各類旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備不斷向雜亂、高速、高效的方向發(fā)展關(guān)于轉(zhuǎn)速的要求日益進(jìn)步轉(zhuǎn)速動搖對軸承故障確診所帶來的影響已不容忽視。然而從另一個視點看在轉(zhuǎn)速發(fā)生改變的過程中一些原本弱小的故障信息反而會因此而增強對其確診也帶來了有利因素。
變速軸承的振蕩信號在時域中具有時變性、非平穩(wěn)性特色所以選用階比剖析使其轉(zhuǎn)化為角域上的平穩(wěn)信號能夠避免在信號采集預(yù)處理時丟掉故障特征的問題。變速工況下對軸承振蕩信號進(jìn)行階比剖析的關(guān)鍵是獲取軸承的轉(zhuǎn)速信息。獲取轉(zhuǎn)速信息一般有兩種辦法：裝置硬件轉(zhuǎn)速計辦法和選用無轉(zhuǎn)速計剖析算法。工業(yè)現(xiàn)場很多設(shè)備的軸承等部件都包含在機殼內(nèi)部這使得轉(zhuǎn)速計的裝置非常困難既費時又浪費資源。所以本發(fā)明選用無轉(zhuǎn)速剖析算法來獲取轉(zhuǎn)速該辦法無需硬件合作直接從振蕩信號中獲取速信息，可有用避免上述問題。從軸承振蕩信號中提取含有轉(zhuǎn)速信息的諧波重量對其瞬時頻率進(jìn)行估量然后依據(jù)瞬時頻率和轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換聯(lián)系取得轉(zhuǎn)速信息。變速工況下軸承的振蕩信號具有非線性、時變性、調(diào)制性和多重量特性等特色各諧波成份非常附近甚至有堆疊直接選用短時傅里葉改換、經(jīng)驗?zāi)B(tài)分化等時頻剖析辦法難以對其進(jìn)行有用分化發(fā)生譜圖模糊瞬時頻率估量不精確等問題這些問題均需要進(jìn)一步處理。
二、技能完成要素
本發(fā)明的目的在于供給一種針對軸承振蕩信號瞬時頻率剖析確診辦法該辦法提出一種依據(jù)廣義解調(diào)時頻剖析的信號瞬時頻率估量辦法直接從軸承的振蕩信號中提取含有轉(zhuǎn)速信息的諧波重量經(jīng)過估量其瞬時頻率來獲取轉(zhuǎn)速信息關(guān)于在轉(zhuǎn)速動搖工況下具有時變性、調(diào)制性及多重量特性特別是諧波成分附近或出現(xiàn)堆疊的振蕩信號的剖析非常有用。
本發(fā)明的目的是經(jīng)過以下技能計劃完成的：
一種針對軸承振蕩信號瞬時頻率剖析確診辦法所述辦法為一種依據(jù)廣義解調(diào)時頻剖析的信號瞬時頻率估量辦法該辦法包含如下過程：
過程1：對變速工況下軸承原始信號進(jìn)行離散小波包改換獲取時頻譜圖然后選用能量法別離出時頻譜圖中能量明顯的諧波重量用于下一步剖析；
過程2：選用最小二乘法擬合過程1中得到的諧波重量進(jìn)而得到其相位函數(shù)；
過程3：對振蕩信號進(jìn)行Hilbert改換得到解析信號其間是的Hilbert改換；
過程4：依據(jù)過程2中求取的相位函數(shù)對進(jìn)行廣義解調(diào)得到信號；
過程5：為去除負(fù)頻率的影響以及便于逆廣義解調(diào)再次對進(jìn)行Hilbert改換得到新的解析信號其間是的Hilbert改換；
過程6：構(gòu)建帶通濾波器其間振蕩信號的時頻譜圖中開始時間對應(yīng)的頻率作為濾波器的開始頻率與其相鄰的2個重量開始頻率間隔的1/2作為濾波器的頻帶；
過程7：利用帶通濾波器對解析信號進(jìn)行帶通濾波分化出平行于時間軸的基頻諧波重量信號；
過程8：對解析信號進(jìn)行逆廣義解調(diào)得到解析信號；
過程9：依據(jù)公式預(yù)算解析信號的瞬時頻率值；對離散的瞬時頻率值進(jìn)行多項式擬合后取得瞬時頻率估量曲線。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果是：
本發(fā)明關(guān)于軸承在變速工況下的振蕩信號所表現(xiàn)出的時變性、調(diào)制特性等情況的剖析非常有用可處理頻率附近或頻帶堆疊情況下的多重量信號的譜圖模糊問題進(jìn)步別離精準(zhǔn)性。本發(fā)明為多重量調(diào)制信號的剖析供給了一種途徑，利用廣義解調(diào)時頻剖析辦法并結(jié)合帶通濾波器可有用別離頻率附近或頻帶堆疊的諧波重量進(jìn)步瞬時頻率的估量精度。
三、技能特征
一種針對軸承振蕩信號瞬時頻率剖析確診辦法其特征在于所述辦法為一種依據(jù)廣義解調(diào)時頻剖析的信號瞬時頻率估量辦法該辦法包含如下過程：
過程1：對變速工況下軸承原始信號進(jìn)行離散小波包改換獲取時頻譜圖然后選用能量法別離出時頻譜圖中能量明顯的諧波重量用于下一步剖析；
過程2：選用最小二乘法擬合過程1中得到的諧波重量進(jìn)而得到其相位函數(shù)；
過程3：對振蕩信號進(jìn)行Hilbert改換得到解析信號其間是的Hilbert改換；
過程4：依據(jù)過程2中求取的相位函數(shù)對進(jìn)行廣義解調(diào)得到信號；
過程5：為去除負(fù)頻率的影響以及便于逆廣義解調(diào)再次對進(jìn)行Hilbert改換得到新的解析信號，其間是的Hilbert改換；
過程6：構(gòu)建帶通濾波器其間振蕩信號的時頻譜圖中開始時間對應(yīng)的頻率作為濾波器的開始頻率與其相鄰的2個重量開始頻率間隔的1/2作為濾波器的頻帶；
過程7：利用帶通濾波器對解析信號進(jìn)行帶通濾波分化出平行于時間軸的基頻諧波重量信號；
過程8：對解析信號進(jìn)行逆廣義解調(diào)得到解析信號；
過程9：依據(jù)公式預(yù)算解析信號的瞬時頻率值；對離散的瞬時頻率值進(jìn)行多項式擬合后取得瞬時頻率估量曲線。
四、技能總結(jié)
一種針對軸承振蕩信號瞬時頻率剖析確診辦法觸及一種對軸承部件的剖析確診辦法。對軸承振蕩信號進(jìn)行離散小波包改換選用能量法從其取時頻譜圖中別離出時頻譜圖中能量明顯的諧波重量并用最小二乘法擬合此諧波重量進(jìn)而得到其相位函數(shù)；然后依據(jù)得到的相位函數(shù)對振蕩信號進(jìn)行廣義解調(diào)剖析并構(gòu)建帶通濾波進(jìn)行濾波；最終對帶通濾波后的諧波重量進(jìn)行逆廣義解調(diào)預(yù)算逆廣義解調(diào)后信號的瞬時頻率并對其進(jìn)行曲線擬合最終得到振蕩信號的瞬時頻率估量。本發(fā)明用于變速工況下對軸承振蕩信號的瞬時頻率進(jìn)行估量以完成無轉(zhuǎn)速計階比盯梢剖析變速工況下軸承故障確診、預(yù)測與健康辦理。
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