机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (6): 249-259.doi: 10.3901/JME.2025.06.249
刘文朋1, 杨绍普1, 刘永强2, 顾晓辉1, 王久健1
LIU Wenpeng1, YANG Shaopu1, LIU Yongqiang2, GU Xiaohui1, WANG Jiujian1
摘要: 受轮轨激励和复杂振动传递路径的干扰,轴箱轴承的微弱故障特征易被强背景噪声所湮没,难以有效提取。为此,基于高速列车单轴滚振台,开展轮轨激励下轴箱振动响应特征及故障诊断方法的研究。首先,通过开展速度等级在50~300 km/h范围内的高频激励试验,采集轴承健康状态、踏面损伤、轴承含外圈故障等条件下轴箱垂向振动响应数据,并对其时域波形、傅里叶频谱和包络谱等特征进行对比分析。分析结果表明:随着速度等级升高,系统的背景噪声逐渐增强,轴箱轴承故障特征逐渐被湮没;踏面损伤会激起周期性的瞬态冲击,在频域具有明显的稀疏性,表征为以转频为间隔的谐波簇,进一步加剧了轴承故障特征提取的难度。随后,在此基础上,提出一种倒频谱预白化与快速谱中值峭度图相结合的方法,用于轴箱轴承故障特征的最优共振参数识别,可以同时避免随机冲击和踏面损伤诱发的周期性冲击的影响。最后,通过试验信号对所提方法的有效性进行了验证。
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