基于改进LMD算法的齿轮箱故障诊断研究
Research on Gearbox Fault Diagnosis based on Improved LMD Algorithm
- 机械传动 2020年44卷第12期 页码：55-60
- 作者机构：
1.中国大唐集团科学技术研究院有限公司 华东电力试验研究院， 安徽 合肥 230031
- 作者简介：
邢海波（1992— ），男，安徽六安人，硕士研究生，工程师，主要从事旋转机械故障诊断研究。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.009
中图分类号：
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邢海波,陈悦,李敬豪.基于改进LMD算法的齿轮箱故障诊断研究[J].机械传动,2020,44(12):55-60.
Xing Haibo,Chen Yue,Li Jinghao.Research on Gearbox Fault Diagnosis based on Improved LMD Algorithm[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(12):55-60.
邢海波,陈悦,李敬豪.基于改进LMD算法的齿轮箱故障诊断研究[J].机械传动,2020,44(12):55-60. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.009.
Xing Haibo,Chen Yue,Li Jinghao.Research on Gearbox Fault Diagnosis based on Improved LMD Algorithm[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(12):55-60. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.12.009.
摘要
齿轮箱是机械传动系统中最关键，也是最易发生故障的零部件之一。针对齿轮箱的故障诊断问题，提出了一种改进局部均值分解算法（Improved Local mean decomposition，ILMD），并将其应用于齿轮箱微弱故障特征的提取。首先，为了降低局部均值分解（Local mean decomposition，LMD）算法的模态混叠效应，将一种优化的有理样条插值算法应用于ILMD包络线的构造；然后，采用ILMD算法将原始振动信号分解为一系列乘积函数分量（Product function，PF），并根据峭度值筛选出分解结果中包含故障信息最多的有效分量；最后，通过对有效分量的包络分析实现齿轮箱故障的有效诊断。实验结果表明，所提出方法能有效抑制LMD的模态混叠现象，并且能准确地识别出齿轮磨损故障。
Abstract
Gearbox is one of the most critical and fault-prone components in a mechanical transmission system. Aiming at the fault diagnosis of gearbox，an Improved Local Mean Decomposition （ILMD） algorithm is proposed and applied to the extraction of fault features of gearbox. Firstly，in order to reduce the modal aliasing problem of the Local Mean Decomposition （LMD） algorithm，an optimized rational spline interpolation algorithm is introduced to the construction of the envelope curve. Then，the ILMD algorithm is used to decompose the measured vibration signal into a series of product functions （PF）. After that，the effective component which contains the most fault information among the decomposition results is selected based on the kurtosis. Finally，through the analysis of the envelope spectrum of the effective component，the diagnosis of gearbox fault is realized. The experimental results demonstrate that the proposed method can effectively suppress the mode mixing，and identify the gear wear failure precisely.
关键词
齿轮箱故障诊断有理样条插值改进局部均值分解
Keywords
GearboxFault diagnosisRational spline interpolationImproved local mean decomposition
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