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CQTBEW算法及其在轴承早期故障诊断中的应用

邹金玉 王太勇 王鹏

邹金玉, 王太勇, 王鹏. CQTBEW算法及其在轴承早期故障诊断中的应用[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(2): 165-171. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200322
引用本文: 邹金玉, 王太勇, 王鹏. CQTBEW算法及其在轴承早期故障诊断中的应用[J]. 机械科学与技术, 2022, 41(2): 165-171. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200322
ZOU Jinyu, WANG Taiyong, WANG Peng. CQTBEW Algorithm and its Application in Bearing Early Fault Diagnosis[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(2): 165-171. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200322
Citation: ZOU Jinyu, WANG Taiyong, WANG Peng. CQTBEW Algorithm and its Application in Bearing Early Fault Diagnosis[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2022, 41(2): 165-171. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200322

CQTBEW算法及其在轴承早期故障诊断中的应用

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200322
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51975402

宁波市自然科学基金项目 2018A610074

宁波市产业技术创新重大项目 2016B10012

详细信息
    作者简介:

    邹金玉(1996-), 硕士研究生, 研究方向为测控技术、故障诊断, 3176717057@qq.com

    通讯作者:

    王太勇, 教授, 博士生导师, tywang@189.com

  • 中图分类号: TG156

CQTBEW Algorithm and its Application in Bearing Early Fault Diagnosis

  • 摘要: 滚动轴承出现局部剥落、点蚀等故障时,会产生周期性的振动冲击信号,通常对此信号进行分析即可诊断出故障的严重程度以及出现的位置。但是,设备工作时往往伴随着较大的噪声,因此冲击信号,尤其是早期故障的振动冲击信号,很容易被噪声淹没。针对此问题,本文提出一种基于恒Q变换与二进制能量权重的CQTBEW算法,首先将振动冲击信号进行恒Q变换分析,获得时频谱矩阵;其次对矩阵进行频率分段处理,在时间轴设置滑移窗口,筛选局部极值并二值化时频谱,向时域叠加获得能量时域信号,进行功率谱分析诊断获得特征频率;最后进行仿真信号与实验信号的分析验证。结果表明,该方法具有可行性。
  • 图  1  CQTBEW算法流程图

    图  2  25 Hz的仿真冲击信号

    图  3  加入白噪声后的仿真信号

    图  4  仿真信号包络谱

    图  5  仿真信号时频图

    图  6  多尺度时频图二值增强图

    图  7  仿真信号能量增强时间序列

    图  8  仿真信号集合能量增强时间序列

    图  9  仿真信号集合能量增强时间序列功率谱

    图  10  振动加速度信号时域图

    图  11  故障信号包络谱

    图  12  恒Q变换时频图

    图  13  多尺度试验时频图二值增强图

    图  14  多尺度二值化能量增强时间序列

    图  15  集合二值化能量增强时间序列

    图  16  集合能量增强序列功率谱

    表  1  352226x2-2z轴承参数表

    内径/mm 外径/mm 滚子个数 滚子直径/mm 接触角/(°)
    130 230 20 24.74 8.8
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  • 收稿日期:  2020-08-03
  • 刊出日期:  2022-02-25

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