第15卷第2期 2017年4月
中国工程机械学报
CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCTION MACHINERY
Vol.15 No. 2 Apr.2017
基于共振稀疏分解的滚动轴承早期微弱故障诊断
张勇
（国家电投集团河南电力有限公司，郑州450001）
摘要：传统方法很难对滚动轴承的早期微弱故障进行有效诊断.共报稀疏分解是一种基于多字典库的稀疏分解方法，可以同时分解出滚动轴承故障信号中的瞬态冲击成分及其持续震荡成分(工频及其谐频成分).该方法在对滚动轴承早期微弱故障信号进行自适应滤波降噪（采用EnsembleEmpiricalModeDecomposition，EEMD方法）基础上，对处理后的信号进行共振稀疏分解分析，分别构建高、低品质因子小波基函数字典库，并利用形态学分析方法建立信号稀疏表示的目标函数，进面实现对滚动轴承发生故障时具有低品质因子的瞬态故障成分及其他持续振荡高品质因子噪声成分的成功分离，对分离得到的低品质因子信号成分进行包络解调分析，进而得到较好的故障提取特征结果.通过实验验证了所述方法的有效性，
关键词：集成经验模态分解（EEMD)；共振稀疏分解；滚动轴承；微弱故障
中图分类号：TP206
文献标志码：A
文章编号：16725581(2017)02-018207
Faultdiagnosisof rollingbearing'searlyweakfaultbasedon
resonancesparsedecomposition
ZHANGYong
(SPIC Henan Electric Power Co. +Ltd. ,Zhengzhou 450001, China)
Abstract: The traditional signal processing method is very hard to diagnose the rolling bearing' early stage weak fault successfully. The resonance sparse decomposition is a relative new signal processing method based on multiple dictionaries,and it can separate the high Q-factor transient impact component and the low Q-factor sustained oscillation component contained in the rolling bearing fault vibration signal. The vibration signal of rolling bearing' early weak fault is filtered by the ensemble empirical mode decomposition(EEMD) firstly, then the filtered signal is handled by the resonance sparse decomposition method:Construct the high Q-factor and low Q-factor wavelet base functions dictionaries to match the high Q-factor transient impact component and the low Q-factor sustained oscillation component respectively,then apply envelope demodulation spectrum method to the obtained low Q-factor component and better fault feature result is extracted. The effectiveness of the proposed method is verified through experiment.
Key words: ensemble empirical mode decomposition(EEMD); resonance sparse decompositon; rolling bearing: early weak fault
滚动轴承是应用最为广泛的机械零件之一，同时也是机械设备中最容易损坏的元件之一，及时对滚动轴承早期微弱故障进行有效的特征提取有着重大的安全及经济意义
在实际工程应用中，滚动轴承发生完全失效前
即微弱故障阶段时的故障特征，受强背景噪声如转频及信号衰减的影响往往表现得非常微弱.滚动轴承早期微弱故障的特征提取一直是难点和热点.文献[1]提出一种基于循环谱密度的魏格娜威利时频分析方法，并将其用于强背景噪声下的滚动轴承早
基金项目：河南省高等学校精密制造技术与工程重点学科开放实验室开放基金资助项目(PMTE201302A）作者简介：张勇（1965—），男，高级工程师.E-mail：471073777@qq.com
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