[发明专利]基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法及系统

权利要求书

1.一种基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取机械设备的原始振动时域波形数据，并进行信号增强处理，得到增强振动时域波形数据；

将增强振动时域波形数据进行预设的规范化处理，得到振动时域波形数据；

将振动时域波形数据按照预设时间间隔进行划分，得到若干份子振动时域波形数据，获取各子振动时域波形数据的最大值，并组合得到峰值序列；

获取峰值序列的众数和最大值，将峰值序列的最大值除以峰值序列的众数，得到比较值，当比较值大于预设的第一阈值时，获取峰值序列中，所有除以峰值序列的众数的结果≥第二阈值的元素所对应的下标，得到疑似冲击位置序列；否则，检测结果为无故障；

获取疑似冲击位置序列中的元素个数，当疑似冲击位置序列中的元素个数≤1时，检测结果为无故障；

否则，根据疑似冲击位置序列，得到周期性冲击间隔，获取机械设备的旋转轴运转周期，当周期性冲击间隔与机械设备的旋转轴运转周期之间的误差在预设误差之内时，检测结果为存在故障；否则，检测结果为无故障。

2.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述获取机械设备的原始振动时域波形数据的具体方法为：

通过安装在机械设备预设零部件上的振动传感器，采集机械设备的原始振动信号，根据机械设备的原始振动信号得到机械设备的原始振动时域波形数据。

3.根据权利要求2所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述预设零部件包括滚动轴承和/或减速箱齿轮，所述原始振动信号包括速度信号和/或加速度信号。

4.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述进行信号增强处理的具体方法为：

将机械设备的原始振动时域波形数据进行平方处理。

5.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述将增强振动时域波形数据进行预设的规范化处理，得到振动时域波形数据的具体方法为：

通过下式将增强振动时域波形数据进行归一化处理：

其中，amplify_vib_arr为增强振动时域波形数据，i＝0，1，2，3，…n-1，amplify_vib_arri为第i个增强振动时域波形数据，n为增强振动时域波形数据的个数；amplify_vib_arr为归一化增强振动时域波形数据；

将归一化增强振动时域波形数据四舍五入并保留一位小数，得到振动时域波形数据。

6.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述预设时间间隔为机械设备运转一周的时间的1/10～1/2。

7.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述第一阈值≥2，所述1＜第二阈值＜第一阈值。

8.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述根据疑似冲击位置序列，得到周期性冲击间隔的具体方法为：

获取疑似冲击位置序列的差分序列结果，并计算所述差分序列结果的中位数；

通过下式得到周期性冲击间隔shock_cycle：

shock_cycle＝delta_T×idx_median

其中，delta_T为预设时间间隔，idx_median为差分序列结果的中位数。

9.根据权利要求1所述的基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测方法，其特征在于，所述预设误差为10％。

10.一种基于时域分析的机械设备旋转冲击故障检测系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取机械设备的原始振动时域波形数据，并进行信号增强处理，得到增强振动时域波形数据；

预处理模块，用于将增强振动时域波形数据进行预设的规范化处理，得到振动时域波形数据；

峰值处理模块，用于将振动时域波形数据按照预设时间间隔进行划分，得到若干份子振动时域波形数据，获取各子振动时域波形数据的最大值，并组合得到峰值序列；

第一检测模块，用于获取峰值序列的众数和最大值，将峰值序列的最大值除以峰值序列的众数，得到比较值，当比较值大于预设的第一阈值时，获取峰值序列中，所有除以峰值序列的众数的结果≥第二阈值的元素所对应的下标，得到疑似冲击位置序列；否则，检测结果为无故障；

第二检测模块，用于获取疑似冲击位置序列中的元素个数，当疑似冲击位置序列中的元素个数≤1时，检测结果为无故障；

否则，根据疑似冲击位置序列，得到周期性冲击间隔，获取机械设备的旋转轴运转周期，当周期性冲击间隔与机械设备的旋转轴运转周期之间的误差在预设误差之内时，检测结果为存在故障；否则，检测结果为无故障。