基于Peakvue技术的轴承故障检测

121

徐英博，韩东方，朱善安

（1．浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027；2．新荣基有限公司杭州研发中心，浙江杭州310012）

要：针对传统轴承故障检测三频段包络解调方法计算量大、速度慢的特点，提出了一种基于Peakvue

技术的轴承故障检测方法。该方法采用加速度传感器捕捉含有具有短时特性应力波的轴承振动信号，对摘

加速度传感器的输出信号进行高通滤波分离出高频信号和应力波信号，并按一定时间间隔提取滤波后的信号峰值，对提取后的信号进行包络解调判断故障类型。Matlab仿真实验结果表明：该方法有利于提高轴承故障检测的处理速度和诊断准确率。关键词：包络解调；应力波；加速度传感器中图分类号：TH133．33

文献标识码：A

文章编号：1000—9787（2010）07—0115—03

BearingfaultdetectionbasedonPeakvuetechnology

XUYing-bo1，HANDong-fang2，ZHUShan-an1

（1．CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．HangzhouR＆DcenterofNingboXinrongjiLtd，Hangzhou310012，China）

Abstract：Aimedatthebadperformanceoflargequantityofcalculationandslowcomputingspeedofthetraditionalmethodofthree-bandenvelopingdemodulation，abearingfaultdetectionmethodbasedonPeakvuetechnologyispresented．Thevibrationsignalsincludingstresswavesarecollectedbyaccelerationsensor．Thepeakvaluesareextractedatacertainratefromthesignalsafterthroughahigh-passfilterbecauseoftransientstresswaves．Thesignalsaredemodulatedtodeterminethefaulttype．Matlabsimulationresultsshowthattheproposedmethodhasimprovedtheperformanceinbothdetectionspeedanddiagnosisaccuracy．Keywords：envelopingdemodulation；stresswave；accelerationsensor

引

言

速度快、能够进行低速设备检测以及可用于趋势管理等优点。1

三频段包络解调故障检测

共振解调的原理是当轴承某元件表面出现损伤时，在受载运行过程中损伤点要撞击其他元件表面而产生冲击脉由于冲击脉冲力的频带很宽，必然包含轴外圈、传感冲力，

器等的固有频率从而激起整个检测系统的高频固有振动。因此，可以选择某一个高频固有振动作为研究对象，令中心频率等于该固有频率，通过带通滤波把该固有振动分离出然后包络检波，进行频谱分析来，

［5］

轴承做为工业应用系统中的常用部件，它引发的故障是机器设备失效的主要原因之一。据统计，在齿轮箱发生的故障中，轴承的故障占19%，而在其他旋转机械中，轴承的故障达30%

［1］

。因此，对轴承进行状态监测与故障诊断

非常重要。滚动轴承的状态监测与故障诊断开始于20世纪60年代，经历了频谱分析轴承故障诊断，冲击脉冲技术故障诊断

［2］

，共振解调技术故障诊断和以微机为中心的轴

［3］

承工况监视与故障诊断系统4个阶段。其中，共振解调

可以根据包络技术对判断轴承早期损伤类故障效果很好，

是该频谱分析的结果准确地诊断出故障类型和严重程度，技术问世以来应用最广泛的。为了提高故障诊断的准确很多学者在此基础上又提出了三频段包络解调的故障度，

检测方法，但该方法计算量大，速度慢。而基于Peakvue的故障检测方法可克服这个弊端，它是一种采集一定时间间隔里时域波形峰值的振动信号分析方法

收稿日期：2009—10—26

［4］

。但通常传感器的输

影响诊断结果，同时，不同出信号中含有大量的噪音信号，

的故障频率对不同的频段敏感程度也不一样，所以，很多学者又在此基础上提出了先对传感器的输出信号进行三频段然后再包络解调，对三频段的频谱信息进行综合分析滤波，

来检测轴承故障的方法。利用软件可以实现三频段包络解原理如图1所示。调，

，具有运算