变转速下对数平方包络谱在滚动轴承故障诊断中的应用

噪声与振动控制 ›› 2023, Vol. 43 ›› Issue (2): 132-138.

变转速下对数平方包络谱在滚动轴承故障诊断中的应用

赵克钦1，程峰1，杨世飞2

( 1. 江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏无锡214122；
2. 南京凯奥思数据技术有限公司，南京210012 )

收稿日期:2021-11-11 修回日期:2022-02-22 出版日期:2023-04-18 发布日期:2023-04-18

Application of Logarithmic Square Envelope Spectrum in Bearing Fault Diagnosis under Variable Speed Condition

Received:2021-11-11 Revised:2022-02-22 Online:2023-04-18 Published:2023-04-18

摘要/Abstract

摘要： 变转速工况下，转速变化会导致不同时间段峭度值出现变化，且高脉冲噪声会导致振动信号的峭度值突然变大。这些因素削弱了快速谱峭度图(Fast kurtogram,简称FK)方法提取微弱故障特征方面的性能，为了克服这些缺陷，提出一种基于对数平方包络谱的新特征--对数包络阶次循环分量(Log-envelope Order Cyclic Content，简称LEOC)，构造出一种对数包络阶次循环分量图(Log-envelope Order Cycligram，简称LEOCgram)。首先使用1/3 二叉树结构对原始信号进行多层次滤波，并计算每一组滤波子信号的平方包络。然后，通过计算阶次跟踪(Computed Order Tracking，简称COT)技术对每一组的平方包络序列进行角域重采样，计算每一组滤波信号的对数平方包络谱并进行自相关分析得到可能的故障特征阶。最后计算LEOC值，LEOC最大值对应的频带即为最优解调频带。将最优解调频带作为滤波器的参数对原始信号进行滤波，通过对滤波后的信号进行包络阶次分析并根据包络阶次谱的阶次结构可以确定故障类型。仿真信号和试验轴承外圈故障信号的分析结果表明，该方法在速度波动范围较大时，能够准确地对滚动轴承故障进行诊断，且不受随机高脉冲噪声的影响。

关键词: 故障诊断, 滚动轴承, 变转速, 高脉冲噪声, 对数包络谱, 解调频带

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