时域分析主要特征参数教学教材

时域分析主要特征参

数

设离散振动信号为{}(1~,)i x i N N =为采样点数

常用特征参数如下：

1、有量纲特征参数

1. 峰值p X

把{}i x 的N 个采样点分成n 段，在每一段中找出n 个峰值{}(1~)pj X j n =，则{}i x 的峰值指标为：

1

1n

p pj j X X n ==∑ 峰值p X 反映的是某时刻振幅的最大值，因而适用于表面点蚀损伤之类的具有瞬时冲击的故障诊断。另外，对转速较低的情况（如300r/min 以下），也常采用峰值经行诊断。

2. 均值X

对于简谐振动为半个周期内的平均值，对于轴承冲击振动为经绝对值处理后的平均值。

1

1n

i i X x n ==∑ 用于诊断的效果与峰值基本一样，其优点是检测值较峰值稳定，但一般用于转速较高的情况（如300r/min 以上）。

3. 均方根值（有效值）rms X

rms X =

均方根值是对时间平均的，用来反映信号的能量大小，适用于象磨损之类的振幅值随时间缓慢变化的故障诊断。轴承制造精度愈低或轴承磨损程度愈大，则rms X 值愈高。

对早期故障不敏感，但稳定性很好。

4. 方差

Matlab 中有直接求离散数据方差的函数var （）。

2、无量纲特征参数

1. 峰值因子（波峰因素）f C

p

f rms X C X

轴承元件上的局部剥落、擦伤、刻痕、和凹痕等一类离散型缺陷，产生的脉冲波形总能量并不大，但是波形的尖峰度明显，因此，峰值因子适用于这类故障的诊断。

（波峰因数f C ，能恰当的反映尖峰的相对大小。评判轴承合不合格的f C 界限值约为1.5，f C 值大于1.5，则认为轴承元件上存在局部缺陷。——设备故障诊断 沈庆根）

正常轴承的振动波峰因子约为4~5，因剥落等局部缺陷引起的振动峰值因子往往超过10，缺陷愈大，f C 值也愈大。

轴承发生剥落等局部缺陷时，f C 值相对较大；当发生润滑不良和磨损等异常情况时，f C 值相对较小。

需要指出的是在轴承出现故障的整个过程波峰因数值并不是一直增加，而是先增加再减小。这是因为故障初期，振动幅值会明显增加，而均方根值变化尚不明显，随故障不断扩展，峰值达到极限值，均方根值开始明显增大。