[发明专利]一种基于微振动峭度改进的轴承故障判定方法

说明书

一种基于微振动峭度改进的轴承故障判定方法，基于微振动峭度，提出峭度波动系数和峭度本构系数两个参数，以表征轴承在初期跑合过程中各峭度值的关联关系。通过样本轴承数据验证采用两种参数进行轴承筛选的可行性，建立空间轴承早期故障的诊断方法与判据。进而对实际生产过程中的轴承状态进行评价，解决了传统轴承故障检测方法容易造成状态误判、筛选手段不严格的问题，可以推广应用于其他高速轴承产品的研制阶段筛选。

技术领域

本发明涉及一种基于微振动峭度改进的轴承故障判定方法，属于空间轴承制造技术领域。

背景技术

轴承组件是卫星飞轮和CMG的核心支撑部分，对于轻载高速轴承，主要通过对轴承长时间跑合过程中的电机电流、轴承温度、转速等参数进行监测，或人为感受振动和噪声来评价飞轮轴承是否合格，难以识别早期微弱故障轴承。微振动测试方法具有简单易行、成本低、敏感度高、实时性好等优点。

采用时域峭度指标的方法，对空间轴承开展了故障判定方法研究，可有效识别空间轴承故障，但难以鉴别临界故障状态的轴承。而明确识别临界故障，对空间轴承早期故障诊断是极为重要的，一方面可避免淘汰合格轴承所造成的损失，另一方面，能够准确淘汰隐患轴承，避免后续在轨出现问题。此外，空间轴承在初期跑合运转过程中，由于轴承润滑状态不稳定等因素，很可能出现瞬时的峭度突变，而单一的峭度数值无法评价整个跑合过程中的轴承状态，易造成轴承状态误判。因此，在地面研制阶段，需要增加其他有效筛选手段加严轴承筛选，避免潜在质量隐患轴承的交付。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统轴承故障检测方法容易造成状态误判、筛选手段不严格的问题，提出了一种基于微振动峭度改进的轴承故障判定方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于微振动峭度改进的轴承故障判定方法，步骤如下：

(1)于轴承组件完成一定时间跑合后，将振动传感器设置于外部测试工装的轴承中心轴位置处，利用外部信号采集分析系统配合进行微振动测试，获取时域波形信号；

(2)根据一定时间内的测量所得微振动加速度信号计算一组峭度值，删除峭度异常值并进行统计；

(3)根据步骤(2)统计结果计算峭度均值峭度波动系数K_c、峭度本构系数K_b；

(4)利用步骤(3)计算所得参数对轴承组件进行筛选。

所述步骤(2)中，峭度值的计算方法如下：

式中，x_i为第i个采样点的微振动时域波形信号幅值，为n个采样点的微振动时域波形信号幅值的平均值，σ为n个采样点的微振动时域波形信号幅值的标准差，n为采样点数量。

所述步骤(2)中，若振动传感器各通道的峭度值均高于所在通道峭度均值的1.5倍，则该峭度值异常，将所有异常峭度值筛选后剔除。

所述步骤(3)中，峭度均值的计算方法为：

式中，K_ur为当前计算所得峭度值；

峭度波动系数的计算方法为：

式中，σ_k为峭度的标准差，μ_k为峭度的均值，a、b为取值小于0的系数；

峭度本构系数的计算方法为：

式中，k_i为单次采样中的最大峭度值、为数据组的峭度均值、m为增量指数、z为可调整指数、m、z为大于0的系数。