滾動(dòng)軸承故障診斷(附MATLAB程序)

1、第二組實(shí)驗(yàn)軸承故障數(shù)據(jù)：Test2.mat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(hào)：6205-2RSJEMSKF,深溝球軸承采樣頻率：12kHz1、確定軸承各項(xiàng)參數(shù)并計(jì)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(gè)數(shù)n=9；滾動(dòng)體直徑d=7.938mm；軸承節(jié)徑D=39mm；：滾動(dòng)體接觸角a=0由以上數(shù)據(jù)計(jì)算滾動(dòng)軸承不同部件故障的特征頻率為：外圈故障頻率f=r/60*1/2*n(1-d/D*cosa)=107.34Hz內(nèi)圈故障頻率f2=r/60*1/2*n(1+d/D*cosa)=162.

2、21Hz滾動(dòng)體故障頻率f3=r/60*1/2*D/d*1-(d/D)A2*cosA2(a)=70.53Hz保持架外圈故障頻率f4=r/60*1/2*(1-d/D*cosa)=11.92Hz2對(duì)軸承故障數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)域波形分析將軸承數(shù)據(jù)Test2.mat導(dǎo)入MATLAB中直接做FFT分析得到時(shí)域圖如下:并求得時(shí)域信號(hào)的各項(xiàng)特征：(1)有效值：0.2909；(2)峰值:1.5256；(3)峰值因子:5.2441；(4)峭度：5.2793；(5)脈沖因子:7.2884；(6)裕度因子:9.1083：3/6滾動(dòng)軸承故障診斷（附MATLAB程序）3包絡(luò)譜分析對(duì)信號(hào)做EMD模態(tài)分解，分解得到的每一個(gè)IMF信號(hào)

3、分別和原信號(hào)做相關(guān)分析，找出相關(guān)系數(shù)較大的IMF分量并對(duì)此IMF分量進(jìn)行Hilbert變換。EmpiricalModeDecomposition十柯心4申伽y”：卜卡皆咋.gr“寸;林冊(cè)杷啪*1-|佃片4啪沖寸儀"4#d沖忙叫*47啷#glc2EICQEITtEILf5EICOEIIS7EIOQEs.由圖中可以看出經(jīng)過EMD分解后得到的9個(gè)IMF分量和一個(gè)殘余量。IMF分量分別和原信號(hào)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)0.95960.19900.10960.00620.0230EMD分量IMF6IMF7IMF8IMF9IMF10相

4、關(guān)系數(shù)0.00320.00450.00550.00600.0062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(duì)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(gè)峰值最大也最明顯，三個(gè)峰值頻率由小到大排列分別為58.59Hz、105.5Hz、164.1Hz。把這三個(gè)頻率數(shù)值和前文計(jì)算所得的理論值進(jìn)行比較可知:頻率值最大為164.1Hz和內(nèi)圈的故障理論計(jì)算特征頻率f2=162.21Hz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(hào)時(shí)域分析及小波去噪處理clearallz二im

5、portdata('C:UserswangkunDesktop軸承診斷test2.mat');xl二z.X105_DE_time(l:4096);clearz;N=4096;fs=12000;n=0:N-1;t二n/fs;f二n*fs/N;figure(1);plot(t,x1);xlabel('t');ylabel('幅值')；title('原信號(hào)時(shí)域圖)%小波去噪thr,sorh,keepapp二ddencmp('den','wv',x1);xd二wdencmp('gbl',x1,

6、9;db3',2,thr,sorh,keepapp);figure(2);plot(t,xd);xlabel('t');ylabel('幅值')；title('小波去噪后時(shí)域圖')程序2：EMD分解及Hilbert包絡(luò)clcclearallz=load('C:UserswangkunDesktop軸承診斷test2.mat');x=z.X105_DE_time(1:1024);N=1024;fs=12000;n=0:N-1;f二n*fs/N;lag=N;n=0:N-1;t二n/fs;imf=emd(x);m,n二size(

7、imf);%imf為一m*n階矩陣，m是imf分量，n為數(shù)據(jù)點(diǎn)emd_visu(x,1:length(x),imf,m);%實(shí)信號(hào)的信號(hào)重構(gòu)及emd結(jié)果顯示函數(shù)fori=1:ma(i)=kurtosis(imf(i,:);%峭度b(i)=mean(imf(i,:);%均值；c(i)二var(imf(i,:);%方差；d(i)=std(imf(i,:);%均方值e(i)=std(imf(i,:)."0.5;%均方根值f(i)二skewness(imf(i,:);%計(jì)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二xcorr(x,lag,'unbiased');%計(jì)算序列的自相關(guān)函數(shù)fori=1:mR,lags二xcorr(imf(i,:),lag,'unbiased');%計(jì)算序列的自相關(guān)函數(shù)a二corrcoef(R(l:N/2),r(l:N/2);%相關(guān)系數(shù)矩陣【對(duì)稱】，主對(duì)角元素為1xg(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二fft(a);magi二abs(b);mag二magi*2/N;fi=(0:N-1)*fs/