基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法研究

基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法研究基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法研究

摘要：滾動(dòng)軸承作為機(jī)械設(shè)備中重要的運(yùn)動(dòng)部件之一，其故障對機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行和壽命產(chǎn)生重要影響。因此，發(fā)展一種可靠、高效的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法具有重要意義。本文介紹了一種基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法。該方法利用滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的時(shí)頻特性，通過雙樹復(fù)小波包變換分解得到不同頻帶的子頻帶信號(hào)，然后利用經(jīng)驗(yàn)小波變換對每個(gè)子頻帶信號(hào)進(jìn)行特征提取和故障識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法能夠有效地識(shí)別不同類型的滾動(dòng)軸承故障，并具有較高的故障識(shí)別率和可靠性。

關(guān)鍵詞：滾動(dòng)軸承；故障識(shí)別；雙樹復(fù)小波包變換；經(jīng)驗(yàn)小波變換

一、引言

滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中常見的部件之一，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如電力、石化、鋼鐵、航空等。然而，由于長期運(yùn)轉(zhuǎn)和工作環(huán)境的影響，滾動(dòng)軸承往往會(huì)發(fā)生各種故障，如疲勞裂紋、局部損傷、雜質(zhì)侵入等。這些故障會(huì)引起滾動(dòng)軸承的振動(dòng)頻率和幅值的變化，進(jìn)而影響到機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行和壽命。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地識(shí)別滾動(dòng)軸承的故障狀態(tài)對于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)具有重要意義。

二、滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法的研究現(xiàn)狀

目前，滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法研究主要集中在時(shí)域、頻域和時(shí)頻域特征提取等方面。在時(shí)域特征提取方面，常采用統(tǒng)計(jì)參數(shù)（如均值、方差、峭度、峰度）、時(shí)域波形圖、時(shí)域包絡(luò)圖等方法對滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和識(shí)別。在頻域特征提取方面，通常采用功率譜密度、峰值頻率、頻域包絡(luò)圖等方法進(jìn)行分析和處理。然而，這些方法在滾動(dòng)軸承故障識(shí)別中存在著一些問題，比如對于非線性和非平穩(wěn)信號(hào)的處理效果不佳。

三、基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法

為了解決現(xiàn)有方法的不足，本文提出了一種基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法。該方法首先利用雙樹復(fù)小波包變換對滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分解，得到代表不同頻帶的子頻帶信號(hào)。然后，對每個(gè)子頻帶信號(hào)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)小波變換，以獲得能更好地表示信號(hào)局部特征的經(jīng)驗(yàn)小波系數(shù)。接下來，利用經(jīng)驗(yàn)小波變換對每個(gè)子頻帶信號(hào)的經(jīng)驗(yàn)小波系數(shù)進(jìn)行特征提取和故障識(shí)別。最后，利用支持向量機(jī)（SVM）分類器對特征進(jìn)行分類和判別，以實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承的故障識(shí)別。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

為了驗(yàn)證本文提出的方法的有效性，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)使用了模擬合成的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)，并添加了不同類型的故障模式，如疲勞裂紋、局部損傷等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所提出的基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的故障識(shí)別方法能夠有效地識(shí)別滾動(dòng)軸承的不同故障類型，并具有較高的故障識(shí)別率和可靠性。與傳統(tǒng)方法相比，該方法具有更好的時(shí)頻分辨率和局部特征表達(dá)能力，能夠更準(zhǔn)確地反映滾動(dòng)軸承故障的動(dòng)態(tài)特性。

五、結(jié)論

本文提出了一種基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法。通過對滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分解和特征提取，該方法能夠準(zhǔn)確地識(shí)別滾動(dòng)軸承的故障狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有較高的故障識(shí)別率和可靠性。未來，我們將進(jìn)一步完善該方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際的工程實(shí)踐中，以提高滾動(dòng)軸承的故障診斷與維護(hù)水平通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本文提出的基于雙樹復(fù)小波包變換和經(jīng)驗(yàn)小波變換的滾動(dòng)軸承故障識(shí)別方法在識(shí)別滾動(dòng)軸承的不同故障類型方面表現(xiàn)出較高的準(zhǔn)確性和可靠性。與傳統(tǒng)方法相比，該方法具有更好的時(shí)頻分辨率和局