[发明专利]一种活塞式空压机曲轴箱滚动轴承故障诊断方法

权利要求书

1.一种活塞式空压机曲轴箱滚动轴承故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)从活塞式空压机采集得到滚动轴承振动信号，采用VMD对原始的活塞式空压机滚动轴承振动信号进行分解，获得既定数量的模态分量；将峭度指标应用于所有分解得到的模态分量得到各自的峭度值，选取最大峭度值对应的模态分量为最优分量；

(2)并对其应用最小熵解卷积增强故障激励的周期冲击特性，得到增强信号；

(3)对增强信号使用希尔伯特包络分析解调故障频率，通过与故障理论计算频率值对比得到故障诊断结果。

2.根据权利要求1所述的活塞式空压机曲轴箱滚动轴承故障诊断方法，其特征在于步骤(1)中VMD技术分解处理的步骤如下：

非平稳信号y(t)表达为下式：

y(t)＝∑_ku_k (1)；

VMD的实质是求解约束变分模型的最优解，该模型由以下公式给出：

式中：{u_k}＝{u₁,...,u_k}是每个分解分量的集合，{ω_k}:＝{ω₁,...,ω_k}是每个分解分量对应的的中心频率的集合；

为了将约束问题转化为无约束问题，引入了二次罚项α和拉格朗日乘子λ，无约束变分模型可表达为：

式中：其中δ是Dirac分布，*是卷积算子；

根据上式，可推导出分解分量、中心频率及拉格朗日乘子更新公式，即：

3.根据权利要求1所述的活塞式空压机曲轴箱滚动轴承故障诊断方法，其特征在于步骤(1)中峭度指标公式如下：

式中：n，μ和σ分别表示信号的长度、均值和标准差。

4.根据权利要求1所述的活塞式空压机曲轴箱滚动轴承故障诊断方法，其特征在于步骤(2)中应用最小熵解卷积增强故障激励的周期冲击特性，过程如下：

冲击信号x(t)由结构滤波器H处理，下一个输入信号y(t)是由滤波信号w(t)和噪声n(t)组成的，输入信号y(t)在由反滤波器F处理，得到的输出信号z(t)；

逆滤波器F是系数为L的有限脉冲响应滤波器，它被建模为：

其中f(L)通过以下公式反演系统的脉冲响应函数H，公式为

f(l)*h(t)＝δ(t-l_m) (9)；

l_m是一种逆滤波器，在使整个信号不发生变化的情况下保持原来的脉冲间隔不变。