程卫东， 赵德尊， 刘东东

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044)

基于故障特征系数模板的变转速滚动轴承故障诊断

程卫东， 赵德尊， 刘东东

(北京交通大学 机械与电子控制工程学院，北京 100044)

与恒转速相比，机械中普遍存在的变转速工作模式使滚动轴承的故障诊断更加困难；另外变转速条件下的常规方法—阶比分析存在误差以及计算效率方面的问题，因此，提出了基于故障特征系数模板的滚动轴承故障诊断方法。该方法主要包括六部分：①根据目标轴承的几何参数计算其故障特征系数以设定模板；②利用快速谱峭度滤波算法对滚动轴承振动信号进行滤波；③根据Hilbert变换以及短时傅里叶变换计算滤波信号的包络时频图；④通过峰值搜索算法从滤波信号的包络时频图中提取瞬时故障特征频率趋势线；⑤根据转速脉冲信号计算滚动轴承的转速曲线；⑥瞬时故障特征频率与瞬时转频相比获取瞬时故障特征系数，进而通过故障特征系数模板实现滚动轴承的故障诊断。随即以变转速情况下的故障轴承仿真信号以及实测的外圈故障、内圈故障和健康轴承的振动信号为例验证了该算法的有效性。

变转速；滚动轴承；故障特征系数模板；故障诊断

在机械、石化、能源、航空等不同领域中，变转速工作模式普遍存在[1-2]。变转速主要表现在两方面，一是大范围的转速变化过程，如旋转机械的启停；另一方面表现为转速波动准平稳过程，如受载荷、工况的影响转速发生波动。……