滾動軸承故障診斷(附MATLAB程序)

1、第二組實驗軸承故障數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)打開后應(yīng)采用 X105_DE_time作為分析數(shù)據(jù)，其他可作為參考， 轉(zhuǎn)速 1797rpm軸承型號： 6205-2RS JEM SKF深, 溝球軸承采樣頻率： 12k Hz1、確定軸承各項參數(shù)并計算各部件的故障特征頻率 通過以上原始數(shù)據(jù)可知次軸承的參數(shù)為： 軸承轉(zhuǎn)速 r=1797r/min ；滾珠個數(shù) n=9；滾動體直徑 d=； 軸承節(jié)徑 D=39mm；：滾動體接觸角 =0 由以上數(shù)據(jù)計算滾動軸承不同部件故障的特征頻率為：外圈故障頻率 f1=r/60 * 1/2 * n(1-d/D *cos )=內(nèi)圈故障頻率 f2=r/60 * 1/2 * n(1+d/D *cos

2、 )= 滾動體故障頻率 f3=r/60*1/2*D/d*1-(d/D)2* cos2( )= 保持架外圈故障頻率 f4=r/60 * 1/2 * (1-d/D *cos )=對軸承故障數(shù)據(jù)進行時域波形分析將軸承數(shù)據(jù) 導(dǎo)入 MATLAB中直接做 FFT分析得到時域圖如下：并求得時域信號的各項特征：（ 1）有效值：； （ 2）峰值：；（ 3）峰值因子：；（ 4）峭度：；（ 5）脈沖因子：；（ 6）裕度因子：3.包絡(luò)譜分析對信號做 EMD模態(tài)分解，分解得到的每一個 IMF 信號分別和原信號 做相關(guān)分析，找出相關(guān)系數(shù)較大的 IMF 分量并對此 IMF 分量進行Hilbert 變換Empirical M

3、ode Decompositionim2fmi3fmi4fmi5fmi6fmi7fmi8fm由圖中可以看出經(jīng)過 EMD分解后得到的個 IMF 分量和一個殘余量IMF 分量分別和原信號做相關(guān)分析后得出相關(guān)系數(shù)如下：EMD 分量IMF1IMF2IMF3IMF4IMF5相關(guān)系數(shù)EMD 分量IMF6IMF7IMF8IMF9IMF10相關(guān)系數(shù)由上表得： IMF1 的相關(guān)系數(shù)明顯最大，所以選用 IMF1 做 Hilbert 包 絡(luò)譜分析。所得 Hilbert 包絡(luò)譜圖如下：對包絡(luò)譜圖中幅值較大區(qū)域局部放大得到下圖由以上包絡(luò)圖的局部放大圖中可以看出包絡(luò)圖中前三個峰值最大也 最明顯，三個峰值頻率由小到大排列分

4、別為、。把這三個頻率數(shù)值 和前文計算所得的理論值進行比較可知： 頻率值最大為和內(nèi)圈的故障 理論計算特征頻率 f2=相近，說明此軸承的故障發(fā)生在軸承的內(nèi)圈。 clc程序 1：原始信號時域分析及小波去噪處理clear all 軸承診斷 );x1=(1:4096);clear z;N=4096;fs=12000;n=0:N-1;t=n/fs;f=n*fs/N;figure(1);plot(t,x1);xlabel(t);ylabel(幅值);title( 原信號時域圖 )%小波去噪thr,sorh,keepapp=ddencmp(den,wv,x1); xd=wdencmp(gbl,x1,db3,2

5、,thr,sorh,keepapp);figure(2);plot(t,xd);xlabel(t);ylabel(幅值);title( 小波去噪后時域圖 )程序 2：EMD 分解及 Hilbert 包絡(luò)clcclear all軸承診斷 );x=(1:1024);N=1024;fs=12000;n=0:N-1;f=n*fs/N;lag=N;n=0:N-1;t=n/fs;imf=emd(x);m,n=size(imf); %imf 為一 m*n 階矩陣， m 是 imf 分量， n 為數(shù)據(jù)點 emd_visu(x,1:length(x),imf,m); %實信號的信號重構(gòu)及 emd 結(jié)果顯示函數(shù)

6、for i=1:ma(i)=kurtosis(imf(i,:);%峭度b(i)=mean(imf(i,:); %均值 ;c(i)=var(imf(i,:); %方差 ;d(i)=std(imf(i,:); %均方值 e(i)=std(imf(i,:).; %均方根值f(i)=skewness(imf(i,:); %計算偏度endk,c=max(a); %k為峭度最大值， c 為最大元素在數(shù)組中的位置 r,lags=xcorr(x,lag,unbiased); %計算序列的自相關(guān)函數(shù) for i=1:mR,lags=xcorr(imf(i,:),lag,unbiased); %計算序列的自相關(guān)函數(shù) a=corrcoef(R(1:N/2),r(1:N/2); %相關(guān)系數(shù)矩陣【對稱】，主對角元素為 1 xg(i)=abs(a(1,2); %相關(guān)系數(shù)endR,C=max(xg); %R為最大值， C 為最大元素在數(shù)組中的位置figure(4);y = hilbert(imf(C,:);a = abs(y);%包絡(luò) b=fft(a);mag1=abs(b); mag=mag1*