劉佳杭 王偉韜 劉振濤 何振鵬

摘 要：經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解可根據(jù)信號本身變化進(jìn)行信號分解，具有較好的自適應(yīng)和時(shí)頻分辨能力，應(yīng)用較為廣泛[1-3]，但存在端點(diǎn)效應(yīng)和模態(tài)混疊問題。此外，旋轉(zhuǎn)器械（軸承，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)等）具有對稱結(jié)構(gòu)，其正常和故障信號都具有循環(huán)平穩(wěn)性，本文提出基于循環(huán)平穩(wěn)周期延拓的EMD改進(jìn)方法，并進(jìn)行滾動軸承故障診斷，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解;改進(jìn)方法;滾動軸承;故障診斷

1 基本理論

經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）是黃鍔[4]提出的一種處理非平穩(wěn)信號的新方法，該方法可將信號分解成一系列信號，外加一個(gè)殘余分量，這些信號分量叫做本征模態(tài)函數(shù)（Intrinsic Mode Function，IMF）。

4 實(shí)例分析

美國凱斯西儲大學(xué)軸承中心實(shí)驗(yàn)臺如圖4所示，本章節(jié)選用SKF6205驅(qū)動端軸承滾動體損傷振動數(shù)據(jù)，滾動體損傷直徑l為0.1778mm，裝置轉(zhuǎn)速為1797r/min，采樣頻率為12Khz，載荷為0HP，軸承外圈直徑為51.9989mm，內(nèi)圈直徑為25.0012mm，節(jié)徑為39.0398mm，滾珠直徑為7.9400mm，滾珠個(gè)數(shù)為9，接觸角度為0。

時(shí)域信號及頻譜如圖5和6所示。故障頻率蘊(yùn)含在第五階IMF分量中，理論值為141.09Hz，改進(jìn)前后IMF5頻譜如圖7所示，改進(jìn)后故障頻率較改進(jìn)前（153.84Hz）更接近理論計(jì)算值。

5 結(jié)論

本文提出了循環(huán)平穩(wěn)周期延拓的EMD改進(jìn)方法，利用仿真信號和軸承故障信號驗(yàn)證方法的有效性，改進(jìn)方法所得故障頻率較傳統(tǒng)EMD方法更接近理論計(jì)算值，為旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷提供了一種理論參考。

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