基于EMD和Hilbert包络谱的滚动轴承故障诊断.pdfVIP

学兔兔 第 5期 (总第 162期 ) 机 械 工 程 与 自 动 化 NO．5 2010年 10月 M ECHANICAL ENGINEERING AUT0M AT10N Oct． 文章 编 号 ：1672—6413(2010)05—0108—03 基 于 EMD 和 Hilbert包络谱 的滚 动轴 承 故 障诊 断 石 文磊 ， 陈兴 明 ，袁 海龙 (解放 军 理 工 大 学 工 程 兵工 程 学 院 ，江 苏 南京 210007) 摘 要 ：为 了对 旋 转 机 械 中滚 动轴 承 的运 行 状 态进 行 故 障监 测 和 诊 断 ，提 出 了一 种 基 于 EMD 和 Hilbert包络 谱 的滚 动 轴承 故 障 诊 断 新 方 法 。通过 在 滚 动 轴承 实 验 台上 提 取 振 动信 号 ，用EMD 对数 据 进 行 分 解 得 振 动 信 号 的 固有 模 态 函 数分 量 (IMF 分 量 )，然后 对 IMF 作 Hilbert包 络并 进 行 谱 分 析 。结果 表 明 ，该方 法 能够 准 确 地 识 别 和 诊 断 出滚 动 轴 承 的运 行 状 态 和 故 障 类 型 ，非 常适 合 滚 动 轴 承 故 障精 确 诊 断 ， 具有 很 高 的工 程 实 用 价 值 。 关 键 词 ：经 验 模 态分 解 (EMD)；内禀模 态 函数 (IMF)；故 障诊 断；Hilbert包络谱 ；滚 动 轴 承 中 图 分 类 号 ：TH133．33：TH165 ．3 文 献 标 识码 ：A 0 引言 Hilbert—Huang变换 是 一 种 新 型 的信 号 处 理 方 滚动轴 承是各 种机 电设备 中 的重要 组成部 件和 常 法 ，非常适合处 理非线 性 、非平 稳信 号L3]。这种方 法包 用件 ，它 的工作状 态直 接影响 到整 台设 备正 常运行 的 括两个过 程 ：经验 模态分 解 (EMD)和Hilbert变换 ，其 质量 ，且 由于其 寿命随机 性大 ，无法准 确预测 ，因而 中最关键 的部分 是 EMD 方法 。EMD方法 基于信 号 的 掌握 轴承运 行 的工 作状 态 以及故 障 的形 成和发 展是 目 局部特 征时间尺 度 ，能 把复杂 的信 号 函数 分解 为有 限 前 机械 故 障诊 断前 沿 领域 中研 究 的重 要 课题 之 一 l_1]。 的 内禀模 态 函数 (IMF)之和 ，每一 个 IMF所能包 含 的 滚动 轴承产 生局部 损伤故 障时会 产生 冲击 ，从 而激励 频率成 分不仅与 分析频 率有关 ，而且 随着 信号本 身 的 系统 的 固有 频率振 动 。这 些 固有 频率振 动为高 频 ，且 变化而 变化 ，因此 ，EMD方法 是 自适应 的信号处 理方 表现 出幅值 调制特 性 。研 究表 明 ，该调 幅信号 中低频 法 。NordenE．Huang等人 提