【技术实现步骤摘要】
本申请涉及旋转机械故障诊断的，具体而言，涉及一种基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法。
技术介绍
1、离心泵是一种常见的工业设备，用于输送液体或气体。在长时间使用过程中，由于叶轮磨损、泵壳变形等原因，离心泵的性能可能会出现退化，包括流量减小、效率下降、噪音增加等问题。为了及时发现并解决这些问题，需要建立离心泵性能退化的感知系统，以及对其可靠性进行评估。目前，离心泵性能退化的感知系统通常包括传感器、数据采集系统和数据分析算法。传感器可以监测离心泵的运行状态，例如流量、压力、温度等参数，数据采集系统将这些数据进行采集和存储，数据分析算法则可以对这些数据进行分析，识别出离心泵性能是否出现退化的迹象。同时，对离心泵性能退化的可靠性评估需要建立一套完整的测试验证试验平台。这个平台需要能够模拟离心泵长时间运行的情况，对其性能进行全面的测试和评估。这可能涉及到流体力学、振动分析、温度分析等多个方面的技术，需要有相应的试验设备和测试方法。
2、离心泵性能退化及其感知系统可靠性评估集成测试验证试验平台所处的
技术介绍
包括传感技术、数据采集与分析技术、流体力学、振动分析、温度分析等多个领域的技术。需要综合运用这些技术，建立一套完整的系统，以确保离心泵的安全稳定运行。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，通过对感知系统的各项指标进行测试和验证，可以及时发现问题并进行修复，提高了感知系统的可靠性和
2、本申请的实施例是这样实现的：
3、本申请实施例提供一种基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
4、步骤a，使用振动数据采集单元获取轴承的运行振动数据；
5、步骤b，将代表轴承故障的振动信号转化为具体的特征参数，进而作为判断轴承故障是否发生的依据；
6、步骤c，通过脉冲范数指标指示轴承振动烈度的发生；
7、步骤d，选择速度均方根振动烈度法或频域振动烈度法或多方向均方根振动烈度法或能量烈度法确定旋转轴承的振动烈度，进而判断轴承故障的发生。
8、在一些可选的实施方案中，步骤a具体包括如下内容：
9、步骤a1，对于转速小于1000rpm的机器，以位移作为振动数据采集；
10、步骤a2，针对转速在1000rpm～10000rpm中低频振动环境，如轴和轴承座的振动信号采集，以速度作为振动数据采集；
11、步骤a3，对于10000rpm以上的高频振动环境，加速度传感器能够较好地捕捉高频信号，以加速度作为振动数据采集。
12、在一些可选的实施方案中，步骤c中先预设比例系数ratio，随后基于该系数计算出脉冲数量i，最后得出脉冲范数ψ，以此作为评估轴承振动烈度依据，实现故障诊断。
13、在一些可选的实施方案中，所述的脉冲范数ψ具体求解过程如下：
14、步骤c1，获取被测振动信号的顺序统计量表示为：
15、
16、其中，xi为被测振动信号x的幅值信号；
17、步骤c2，脉冲范数ψ定义为前i个最大振幅数据点均值与信号总能量||χ||的比值，计算公式为：
18、
19、在一些可选的实施方案中，步骤d中所述的速度均方根振动烈度法具体包括如下内容：
20、已知振动速度离散信号时，振动烈度算式写为：
21、
22、其中vrms为振动烈度值，n为离散信号的长度，v为振动速度离散信号。计算振动烈度时，需考虑信号时长t与离散信号长度n，同时确保采集到原始连续振动信号v(t)和离散振动信号v(n)，描述振动烈度用mm/s或in/s为单位；若以db为单位，则需将mm/s作为参照基准；通过精准计量和单位转换，能评估设备状态，为预测维护和早期故障预警提供关键依据。
23、在一些可选的实施方案中，步骤d中所述的频域振动烈度法具体包括如下内容：
24、对于周期连续的信号x(t)，若满足狄利克雷条件，则表达为傅里叶级数的形式：
25、
26、其中a0是静态变量，an和bn分别是正、余弦信号的振幅；ω0是这些信号的频率。
27、针对采集的离散振动数据信号x(n)，其采样频率为fs，采用快速傅里叶变换将其转换为频域信号：
28、
29、式中x(n)为对应时域的信号，n为总信号长度
30、根据转换之后的频域信号得到单边幅值谱为：
31、
32、对应于单边幅值谱的频率为：
33、
34、当采集的信号为加速度信号，单位适当时，其振动烈度表达式如下：
35、
36、其中，ka为起始频率，kb为跨度频率。
37、在一些可选的实施方案中，步骤d中所述的多方向均方根振动烈度法具体包括如下内容：
38、监测三个自由度方向上的振动数据，当某一自由度上存在多个测点或多个自由度均有测点时，振动烈度的表示方式如下：
39、
40、其中，∑vx、∑vy、∑vz代表同一工况下x、y、z三个不同自由度振动速度的有效值之和，nx、ny、nz分别对应x、y、z方向上测点的数量。
41、在一些可选的实施方案中，步骤d中所述的能量烈度法具体包括如下内容：
42、系统振动能量由动能和势能两部分组成，速度均方根值vrms能够反映动能的有效值，排除系统转动动能的影响；而位移均方根值则可用于计算势能的有效值，综合两者，得到振动系统振动能量的有效值erms：
43、
44、式中erms为能量烈度，m为平均质量密度，vrms为速度均方根值，k为系统刚度，xrms为位移均方根值。
45、固有频率的变化趋势反映了振动能量在不同振型间的转化，这一变化通过分析单段轴承与整体轴承之间的关系得出，且与系统的刚度k和质量分布m密切相关：
46、
47、固有频率px和py，分别代表振动系统在x、y方向上的固有特性，它们与振动能量的有效值之间存在着密切联系，基于这一联系，对振动系统的振动能量有效值进行精确的量化描述：
48、
49、式中erms为能量烈度，m为平均质量密度，vrms为速度均方根值，px py为x和y方向的固有频率，xrms为位移均方根值。
50、本申请的有益效果是：本专利技术提供一种基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，相比于传统的速度均方根、频域加速度和多方向速度均方根方法，能量烈度计算方法具有更高的灵敏度，可以更好地评估设备的运行状态；另外，脉冲范数方法也被证明可以在更早的时间点发生变化，提前预见故障的发生；因此，结合能量和脉冲范数的振动烈度计算方法可以更本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤a具体包括如下内容：
3.根据权利要求1或2所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤c中先预设比例系数Ratio，随后基于该系数计算出脉冲数量I，最后得出脉冲范数Ψ，以此作为评估轴承振动烈度依据，实现
4.根据权利要求3所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，所述的脉冲范数Ψ具体求解过程如下：
5.根据权利要求1或4所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤d中所述的速度均方根振动烈度法具体包括如下内容：
6.根据权利要求1所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤d中所述的频域振动烈度法具体包括如下内容：
7.根据权利要求6所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤d中所述的多方向均方根振动烈度法具体包括
8.根据权利要求7所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤d中所述的能量烈度法具体包括如下内容：
...【技术特征摘要】
1.基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤a具体包括如下内容：
3.根据权利要求1或2所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，步骤c中先预设比例系数ratio，随后基于该系数计算出脉冲数量i，最后得出脉冲范数ψ，以此作为评估轴承振动烈度依据，实现
4.根据权利要求3所述的基于脉冲范数振动烈度的滚动轴承早期故障诊断方法，其特征在于，所述的脉冲范数ψ具体求解过程如下：
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