基于信号共振稀疏分解的转子早期碰摩故障诊断方法

摘要：

【摘要】提出了基于信号共振稀疏分解的转子早期碰摩故障诊断方法,该方法用信号共振稀疏分解从转子系统振动信号中提取早期碰摩冲击信号。与常规的基于频带划分的信号分解方法不同,信号共振稀疏分解方法根据信号中各成分品质因子的不同,将信号分解成高共振分量和低共振分量。当转子出现早期碰摩故障时,振动信号由以转频及谐波为主要成分的周期信号、包含转子故障信息的瞬态冲击信号以及噪声组成。周期信号为窄带信号,具有高的品质因子,可分解为高共振分量;瞬态冲击信号为宽带信号,具有低的品质因子,可分解为低共振分量。利用信号共振稀疏分解方法从转子早期碰摩信号中提取冲击成分,根据冲击的周期可进行转子早期碰摩故障诊断。算法仿真和应用实例验证了该方法从转子系统中提取早期碰摩冲击信号的有效性。
【关键词】品质因子；小波；共振；形态分量；转子碰摩；

引言：

【引言】近年来，旋转机械不断向着柔性化、高速化的方向发展，为了提高机组效率，转子与定子之间的间隙越来越小。当转子的振动幅值大于转子与定子之间的间隙时，必然会发生动定件碰摩。转子碰摩轻则引起机械异常振动、磨损，重则会导致断轴等恶性事故，造成巨大的经济损失。因此，转子动定件早期碰摩故障诊断技术研究具有重要意义。当转子系统中出现动静碰摩故障时，由于转子与定子的周期性碰撞，故障信号中常常伴有周期性瞬态冲击。但当出现早期碰摩时，冲击脉冲微弱，淹没在转子自身强背景噪声环境中，不易察觉。由于瞬态冲击信号成分包含了转子早期碰摩故障的重要信息，因此，如何从强背景噪声环境中提取振动信号中的瞬态冲击成分是早期转子碰摩故障诊断的关键。

作者：

陈向民；于德介；罗洁思

作者单位：

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室；