[发明专利]一种齿轮早期故障检测方法

摘要

测取齿轮在各种运行状态下的振动信号x(n)，对振动信号进行差分操作，获得振动信号x(n)的差分序列△x(n)，利用DFA计算差分序列△x(n)的波动函数F(s)，提取各种运行状态下的对数波动函数ln[F(s)]的最小值和最大值，将上述提取的最小值和最大值分别作为横纵坐标作图，利用最小二乘法将故障状态所对应的数据点拟合为一条“故障状态线”，以一定的置信水平(1‑α)为“故障状态线”估计一个置信区间。随着齿轮运行状态的恶化，数据点逐渐靠近上述建立的置信区间，当数据点进入到置信区间时，可以认为该齿轮箱以一定的概率出现了故障并发出故障预警，这时要对齿轮箱的运行状态进行详细分析，必要时需要停机检修。

主权项

一种齿轮早期故障检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1) 采集齿轮在各种典型故障状态下的振动信号x(n)；(2) 对原始信号x(n)进行差分运算，得到原始信号x(n)的差分序列△x(n)△x(n)= x(n+1)‑x(n), n=1,…, N‑1；N代表数据的长度；(3) 利用去趋势波动分析(DFA)算法分析差分序列△x(n)的波动函数F(s)；(4) 提取每种故障状态所对应的对数波动函数ln[F(s)]的最小值和最大值，将这两个参数作为原始信号x(n)的故障特征参数；(5) 将对数波动函数ln[F(s)]的最小值和最大值分别作为横纵坐标作图；(6) 采用最小二乘法将故障状态所对应的数据点拟合为一条直线，该直线被称为“故障状态线”；(7) 以一定的置信水平(1‑α)为“故障状态线”估计一个置信区间；(8) 随着齿轮箱运行状态的恶化，数据点逐渐靠近上述建立的置信区间，当数据点进入到置信区间时，可以认为该齿轮箱以一定的概率出现了故障并发出故障预警，这时要对齿轮箱的运行状态进行详细分析，必要时需要停机检修。