基于CPW和SCD的行星轴承内圈故障特征提取

作     者：陈鑫 郭瑜 伍星 樊家伟 林云 CHEN Xin;GUO Yu;WU Xing;FAN Jiawei;LIN Yun

作者机构：昆明理工大学机电工程学院昆明650500 

出 版 物：《振动．测试与诊断》 (Journal of Vibration,Measurement & Diagnosis)

年 卷 期：2021年第41卷第5期

页      面：868-873,1030页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51675251) 云南省重大专项科技计划资助项目(202002AC080001) 云南省科学研究基金资助项目(2020Y0082) 

主　　题：行星齿轮箱 行星轴承 谱相关密度分析 倒谱预白化 包络分析 

摘      要：行星齿轮箱振动信号传递路径具有时变性,各振动分量间相互耦合和调制,拾取的信号往往比较复杂。此外,行星轴承早期故障对应的振动信号微弱,常湮没于背景噪声和较强的齿轮啮合振动信号中,使得行星轴承故障特征提取较为困难。为此,笔者提出一种基于倒谱预白化(cepstral pre-whitening,简称CPW)和谱相关密度(spectral correlation density,简称SCD)的行星轴承内圈故障特征提取方法。首先,采用CPW削弱具有严格周期特性振动分量的能量幅值,增强轴承故障分量的冲击幅值;其次,基于谱峭度算法获取与轴承故障冲击相关的谱峭度最大值时对应的解调频带参数,并获得带通滤波后复包络信号,进而消除解调频带外成分的干扰;最后,基于轴承故障的随机滑动特性,结合SCD提取行星轴承故障振动分量,进而包络谱分析提取出行星轴承故障特征。利用行星轴承内圈故障实测数据验证了方法的有效性。