基于Vold-Kalman广义解调的变转速轴承和齿轮复合故障诊断

摘要

现有的以谱峭度为核心的滤波算法无法同时分离提取由轴承和齿轮故障激起的高频共振带.针对该问题,该研究舍弃以共振带提取为核心的诊断思路,直接提取、重置和定量表达时变非平稳的故障特征成分,提出了基于Vold-Kalman广义解调的变转速滚动轴承和齿轮复合故障诊断策略.该策略的核心是利用Vold-Kalman滤波从原始信号的包络中提取时变非平稳的轴承和齿轮故障特征成分;通过广义解调变换(GDT)将上述提取的时变非平稳故障特征成分进行平稳化重置;利用快速傅里叶变换(FFT)对上述重置的故障特征成分进行定量表达;通过频率谱中峰值与理论频率点的对比完成故障点定位.其中用于提取、重置和识别故障特征成分的频率函数、相位函数和频率点可由转频方程和机械结构参数计算.仿真和实测信号的分析结果表明所提算法无需共振带选取和角域重采样即可完成变转速轴承和齿轮复合故障特征的提取.另外,与传统带通滤波方法的对比进一步表明该算法去除无关项干扰、突出故障特征成分的优越性.