[发明专利]二次相位耦合与改进双谱算法的轴承早期故障检测方法

摘要

本发明公开了一种二次相位耦合与改进双谱算法的轴承早期故障检测方法，包括以下步骤：获得重采样信号序列；通过二次相位耦合检测的改进双谱模型对重采样信号序列进行计算；对轴承早期微弱缺陷特征分量进行检测分析。该方法从故障行为与系统动态行为之间的耦合作用出发，结合先进信号处理理论与方法探索滚动轴承早期故障特征检测方法，其目标就是借助振动信号，通过考虑故障冲击的非线性耦合效应并采用改进的高阶统计量分析来辨识仍处于早期阶段的轴承故障。该方法对轴承早期微弱故障检测具有稳定可靠的检测能力，可以及时发现轴承故障，避免轴承事故的发生；适用范围广泛，可以应用于各类传动系统中轴承的早期故障检测与跟踪。

主权项

1.一种二次相位耦合与改进双谱算法的轴承早期故障检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：获得重采样信号序列；步骤二：通过二次相位耦合检测的改进双谱模型对重采样信号序列进行计算；步骤三：对轴承早期微弱缺陷特征分量进行检测分析；认为轴承故障特征频率与系统共振频率的相互作用与二次相位耦合作用具有等价或类似的结果，作出这一判断是基于以下事实或现象：(1)轴承的单点缺陷始于滚道或滚子上的局部缺陷，当滚子通过这些缺陷面时，出现微小的碰撞并产生机械冲击波；这些冲击波将对包含轴承在内的机械系统的固有频率产生激励作用；(2)这种激励作用认为是机械共振频率被轴承故障特征频率所调制；(3)这种调制现象中的一阶边频相对其它更高阶结果是更显著的；如能够解调检测出这种一阶调制成分，意味着检测到了轴承的早期微弱故障特征；(4)设频率为F_b、相位为φ_b的分量与频率为F_C、相位为φ_c的分量相互作用，在F_C+b、φ_c‑b和F_C‑b、φ_c+b处生成两个新的边带分量，在这里F_b相当于轴承的故障特征频率，F_C相当于系统的共振频率；因为两个边带分量的相位关联于F_C和F_b的相位，这种相互作用其实就是二次相位耦合；把这种一阶调制结果与高阶谱分析中的二次相位耦合现象等同起来，则采用高阶谱分析的方法对轴承早期微弱故障特征进行检测。