刘永兵等：形态分量分析在滚动轴承故障诊断中的应用 ·915· 0.030 (a) (b) 0.4 0.025 0.2 0.020 0.015 0.010 0.005 0.4 0.2 0.4 0.6 0.8 50 100 150 200 时间/s 颜率Hz 谱峭度最大值=2.4.带宽=333Hz.中心频率=167Hz d 3 0 2.0 2f-1 2+f 1.0 2 1.0 2.0 0.5 500 1000 100 150 200 频率Hz 频率Hz 0.030 0) 0.025 0.2 f-f. 0.020 26+ 0.015 0.010 0.005 04 0 0.2 0.4 0.6 0.8 50 100 150 200 时间/s 频率Hz 图5内图故障信号分析.(a)原始时域波形：(b)原始包络谐：(c)Fast Kurtogram得到的谱峭度图：(d)谱峭度最大对应解调谱：(e)冲击分 量时域波形：()冲击分量包络谱 Fig.5 Analysis result of inner race damaged signal:(a)original time domain waveform;(b)original envelope spectrum;(c)spectral kurtosis re- sults of Fast Kurtogram;(d)envelope spectrum of band of maximum spectral kurtosis;(e)impulse time domain waveform;(f)impulse envelope spectrum 快速谱峭度法在诊断效果上趋同，但其在算法实现过 字典组成的复合字典基础上，形态分量分析方法对于 程中不需要人为干预录入参数和筛选共振带，操作上 局部故障产生的周期性冲击特征提取更加准确.改进 更加简洁.但形态分量分析方法在内圈分析结果上较 字典后形态分量分析方法可以更有效提取滚动轴承局 谱峭度法改善不大，虽然幅值有一定增大，但谱底噪声 部故障所产生的周期性冲击，结合包络谱分析，准确清 较多.这说明形态分量分析选取的字典的自适应性不 晰地诊断轴承故障类型.对比现有的快速谱峭度法， 足，不具备与滚动轴承信号任意匹配的良好特性，体现 形态分量分析方法提供了一种滚动轴承故障诊断新思 了其在某些情况下的局限性 路，其优势在于：避免预先设定频带所带来的不准确和 4结论 非最优问题，故障诊断效果更加清晰：算法操作更加简 洁，算法实现过程不需要人为调节参数.仿真信号和 形态分量分析方法在应用过程中字典的适应性是 滚动轴承实验信号内外圈故障信号相态分量分析前后 故障诊断结果是否准确的关键.在Dirac字典和正弦 结果以及与快速谱峭度法分析结果三者对比，验证了刘永兵等: 形态分量分析在滚动轴承故障诊断中的应用 图 5 内圈故障信号分析. (a)原始时域波形;(b)原始包络谱;(c)Fast Kurtogram 得到的谱峭度图;( d)谱峭度最大对应解调谱;( e)冲击分 量时域波形;(f)冲击分量包络谱 Fig. 5 Analysis result of inner race damaged signal: (a) original time domain waveform; (b) original envelope spectrum; (c) spectral kurtosis re鄄 sults of Fast Kurtogram; (d) envelope spectrum of band of maximum spectral kurtosis; ( e) impulse time domain waveform; ( f) impulse envelope spectrum 快速谱峭度法在诊断效果上趋同,但其在算法实现过 程中不需要人为干预录入参数和筛选共振带,操作上 更加简洁. 但形态分量分析方法在内圈分析结果上较 谱峭度法改善不大,虽然幅值有一定增大,但谱底噪声 较多. 这说明形态分量分析选取的字典的自适应性不 足,不具备与滚动轴承信号任意匹配的良好特性,体现 了其在某些情况下的局限性. 4 结论 形态分量分析方法在应用过程中字典的适应性是 故障诊断结果是否准确的关键. 在 Dirac 字典和正弦 字典组成的复合字典基础上,形态分量分析方法对于 局部故障产生的周期性冲击特征提取更加准确. 改进 字典后形态分量分析方法可以更有效提取滚动轴承局 部故障所产生的周期性冲击,结合包络谱分析,准确清 晰地诊断轴承故障类型. 对比现有的快速谱峭度法, 形态分量分析方法提供了一种滚动轴承故障诊断新思 路,其优势在于:避免预先设定频带所带来的不准确和 非最优问题,故障诊断效果更加清晰;算法操作更加简 洁,算法实现过程不需要人为调节参数. 仿真信号和 滚动轴承实验信号内外圈故障信号相态分量分析前后 结果以及与快速谱峭度法分析结果三者对比,验证了 ·915·