bearingFaultBands

生成球轴承或滚子轴承特征故障频率附近的频带，进行频谱特征提取

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语法

FB = bearingFaultBands(FR,NB,DB,DP,beta)

FB = bearingFaultBands(___、名称、值)

[FB,info] = bearingFaultBands(___）

bearingFaultBands (___）

描述

例子

神奇动物= bearingFaultBands (FR，注，DB，DP，β）生成特征故障频带神奇动物滚动轴承或球轴承的物理参数。FR是轴或内圈的转速，注是球或滚子的数量，DB是球或辊的直径，DP是节径，和β是以度为单位的接触角。中的值神奇动物有相同的隐式单位FR．

例子

神奇动物= bearingFaultBands (___、名称、值)允许您使用一个或多个名称-值对参数指定其他参数。

例子

［神奇动物，信息= bearingFaultBands(___）也返回结构信息包含已生成的故障频带信息神奇动物．

例子

bearingFaultBands (___）在没有输出参数的情况下，绘制生成的故障频带的条形图神奇动物．

例子

全部折叠

使用轴承规格的频带

打开实时脚本

对于这个例子，考虑一个有八个滚动元件的节径为12厘米的轴承。每个滚动元件直径为2厘米。当内部赛车以25赫兹的速度行驶时，外部赛车保持静止。滚动体的接触角为15度。

用上述轴承的物理尺寸，构造使用的频带bearingFaultBands．

Fr = 25;Nb = 8;Db = 2;Dp = 12;Beta = 15;FB = bearingFaultBands(FR,NB,DB,DP,beta)

FB =4×282.6512 85.1512 114.8488 117.3488 71.8062 74.3062 9.2377 11.7377

神奇动物返回为一个4x2数组，默认频带宽度为10%FR也就是2.5赫兹。的第一列神奇动物包含的值 $F - \frac{W}{2}$ ，而第二列包含的所有值 $F + \frac{W}{2}$ 对于每个特征缺陷频率。

滚子轴承的频带

打开实时脚本

在此示例中，考虑具有11个滚子的微型滚子轴承，其中每个滚子为7.5 mm。螺距直径为34毫米，接触角为0度。假设轴转速为1800转/分，为滚子轴承构造频段。指定的域“as”频率来获得频带神奇动物在同一单位FR．

Fr = 1800;Nb = 11;Db = 7.5;Dp = 34;Beta = 0;[FB1,info1] = bearingFaultBands(FR,NB,DB,DP,beta，“域”，“频率”）

FB1 =4×210⁴× 0.7626 0.7806 1.1994 1.2174 0.3791 0.3971 0.0611 0.0791

info1 =带字段的结构:中心:[7.7162 2e+03 1.2084e+04 3.8815e+03 701.4706]标签:["1Fo" "1Fi" "1Fb" "1Fc"] FaultGroups: [1 2 3 4]

现在，包括内线的边带和使用'的滚动元件缺陷频率显然'名-值对。

[FB2,info2] = bearingFaultBands(FR,NB,DB,DP,beta，“域”，“秩序”，“显然”, 0:1)

FB2 =8×24.2368 4.3368 5.6632 5.7632 6.6632 6.7632 7.6632 7.7632 1.7167 1.8167 2.1064 2.2064 2.4961 2.5961 0.3397 0.4397

info2 =带字段的结构:中心:[4.2868 5.7132 6.7132 7.7132 1.7667 2.1564 2.5461 0.3897]标签:["1Fo" "1Fi-1Fr" "1Fi" "1Fi+1Fr"…[FaultGroups: [1 2 2 2 3 3 3 4]

您可以使用生成的故障带神奇动物提取光谱指标使用faultBandMetrics命令。

可视化特征轴承频率周围的频带

打开实时脚本

对于这个例子，考虑一个有八个滚动元件的节径为12厘米的损坏轴承。每个滚动元件直径为2厘米。当内部赛车以25赫兹的速度行驶时，外部赛车保持静止。滚动体的接触角为15度。

使用上述轴承的物理尺寸，可视化使用的故障频带bearingFaultBands．

Fr = 25;Nb = 8;Db = 2;Dp = 12;Beta = 15;bearingFaultBands (FR, NB, DB, DP,β)

图中包含一个轴对象。标题为Fault Frequency Bands的axis对象包含patch、text类型的8个对象。

从图中，观察以下轴承的特定振动频率:

保持架缺陷频率，足球俱乐部在10.5赫兹。
球缺陷频率，神奇动物在73赫兹。
外种族缺陷频率，佛83.9赫兹。
内部种族缺陷频率，Fi频率为116.1赫兹。

滚珠轴承的频带和谱测量

打开实时脚本

对于这个例子，考虑一个节径为12厘米的滚珠轴承，有10个滚动元件。每个滚动元件的直径为0.5厘米。当内部赛车以25赫兹的速度行驶时，外部赛车保持静止。球的接触角是0度。数据集bearingData.mat将功率谱密度(PSD)及其各自的频率数据用于轴承振动信号的表格中。

首先，利用球轴承的物理特性构造包含前3个边带的轴承频带。

Fr = 25;Nb = 10;Db = 0.5;Dp = 12;Beta = 0;FB = bearingFaultBands(FR,NB,DB,DP,beta，“显然”1:3)

FB =14×2118.5417 121.0417 53.9583 56.4583 78.9583 81.4583 103.9583 153.9583 156.4583 178.9583 181.4583 203.9583 206.4583 262.2917 264.7917 274.2708 276.7708 286.2500 288.7500

神奇动物是一个14x2数组，其中包括主频率及其边带。

加载PSD数据。bearingData.mat包含一个表X其中PSD包含在第一列中，频率网格位于第二列中，分别作为单元格数组。

负载(“bearingData.mat”，“X”) X

X =1×2表Var1 Var2  ________________ ________________ { 12001 x1双}{12001 x1双}

利用表中的PSD数据计算光谱度量X这是频带神奇动物．

spectralMetrics = faultBandMetrics(X,FB)

spectralMetrics =1×43表PeakAmplitude1 PeakFrequency1 BandPower1 PeakAmplitude2 PeakFrequency2 BandPower2 PeakAmplitude3 PeakFrequency3 BandPower3 PeakAmplitude4 PeakFrequency4 BandPower4 PeakAmplitude5 PeakFrequency5 BandPower5 PeakAmplitude6 PeakFrequency6 BandPower6 PeakAmplitude7 PeakFrequency7 BandPower8 PeakAmplitude9 PeakFrequency9 BandPower10 PeakAmplitude11 PeakFrequency11 BandPower11 PeakAmplitude12 PeakFrequency12 BandPower12PeakAmplitude13 PeakFrequency13 BandPower13 PeakAmplitude14 PeakFrequency14 BandPower14 TotalBandPower ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ ______________ ______________ __________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ _______________ _______________ ___________ ______________ 121 121 314.43 56.438 56.438 144.95 81.438 81.438 210.57 106.44 106.44 276.2 156.44 156.44 407.45 181.44 181.44 473.07 206.44 206.44 538.7 264.75 264.75 691.77 276.75 276.75 723.27 288.69 288.69 754.61 312.69 312.69 817.61 324.62 324.62 848.94 336.62 336.62 880.44 13.188 13.188 31.418 7113.4

spectralMetrics是否有一个1x43的表，其中计算每个频率范围的峰值振幅，峰值频率和频带功率神奇动物．的最后一列spectralMetrics总频带功率，计算所有14个频率在神奇动物．

输入参数

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`FR`- - - - - -轴或内圈的转速
积极的标量

轴或内圈的转速，用正标量表示。FR基频在哪个附近bearingFaultBands生成故障频带。指定FR单位是赫兹或每分钟转数。

`注`- - - - - -球或滚轮的数量
正整数

轴承中滚珠或滚子的数量，指定为正整数。

`DB`- - - - - -球或滚子的直径
积极的标量

球或滚子的直径，用正整数表示。

`DP`- - - - - -节圆直径
积极的标量

轴承的节径，指定为正标量。DP是球或滚子的中心在轴承转动时所运动的圆的直径。

`β`- - - - - -接触角
非负的标量

垂直于球或滚子轴的平面与连接两个滚道的线之间的接触角(以度计)，用正标量表示。

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名称-值参数必须出现在其他参数之后，但对的顺序无关紧要。

在R2021a之前，使用逗号分隔每个名称和值，并将其括起来的名字在报价。

例子:…,“谐波”(1、3、5)

`谐波`- - - - - -包括基频的谐波
`1`(默认)|正整数向量

要包含的基频谐波，指定为逗号分隔的对，由'谐波'和一个正整数向量。缺省值为1。指定的谐波'当你想要构造具有更多基频谐波的频带时。

`显然`- - - - - -基频周围的边带及其谐波要包括在内
`0`(默认)|非负整数的向量

基频周围的边带及其谐波包括在内，指定为逗号分隔的对，由'显然'和一个非负整数向量。缺省值为0。指定的显然'当你想在基频及其谐波周围构造边带的频带时。

`宽度`- - - - - -以标称故障频率为中心的频带宽度
`10`基频的百分比(默认)|积极的标量

以标称故障频率为中心的频带宽度，指定为逗号分隔的对，由'宽度'和一个正标量。默认值为基本频率的10%。避免指定'宽度，这样断层带就不会重叠。

`域`- - - - - -故障频带频率单位
`“频率”`(默认)|`“秩序”`

故障频带频率的单位，指定为逗号分隔的对，由'域’“频率”或“秩序”．选择:

“频率”如果你愿意神奇动物以相同的单位归还FR．
“秩序”如果你愿意神奇动物返回相对于内圈旋转的旋转数，FR．

`折叠`- - - - - -指定负标称故障频率是否必须围绕频率原点折叠的逻辑值
`假`(默认)|`真正的`

逻辑值，指定负的名义故障频率是否必须围绕频率原点折叠，指定为逗号分隔的对，由'折叠’真正的或假．如果你设置'折叠”真正的,然后faultBands通过取负的名义故障频率的绝对值，将负的故障频率沿频率原点折叠，使折叠后的故障频带始终落在正的频率区间内。折叠断层带计算为 $［马克斯（ 0 ， | F | - \frac{W}{2} ）， | F | + \frac{W}{2} ］$ ,在那里W是'宽度'名值对和F是标称故障频率之一。

输出参数

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`神奇动物`—故障频带
`Nx2`数组

故障频带，返回为Nx2数组,N是故障频率的数量。神奇动物返回的单位与FR，以赫兹或顺序表示，这取决于'的值域”。使用生成的故障频带提取频谱度量faultBandMetrics．生成的断层带， $［ F - \frac{W}{2} ， F + \frac{W}{2} ］$ ，都集中在:

外种族缺陷频率，佛以及它的谐波
内部种族缺陷频率，Fi，其谐波和边带为FR
滚动元件(球)缺陷频率，神奇动物它的谐波和边带足球俱乐部
笼(列)缺陷频率，足球俱乐部以及它的谐波

的值W是频带的宽度，您可以使用'宽度'名-值对。有关轴承频率的更多信息，请参见算法．

`信息`—故障频带信息
结构

的故障频带信息神奇动物，返回为具有以下字段的结构:

中心-中心故障频率
标签—描述每个频率的标签
FaultGroups—故障组编号，用于标识故障发生的频率

算法

bearingFaultBands计算不同特性轴承频率如下:

外种族缺陷频率， $F_{o} ＝ \frac{N B}{2} F R （ 1 - \frac{D B}{D P} 因为（ β ））$
内部种族缺陷频率， $F_{我} ＝ \frac{N B}{2} F R （ 1 + \frac{D B}{D P} 因为（ β ））$
滚动元件(球)缺陷频率， $F_{b} ＝ \frac{D P}{2 D B} F R （ 1 - {［ \frac{D B}{D P} 因为（ β ）］}^{2} ）$
笼(列)缺陷频率， $F_{c} ＝ \frac{F R}{2} （ 1 - \frac{D B}{D P} 因为（ β ））$

参考文献

Chandravanshi, M & Poddar, Surojit。基于振动参数的滚珠轴承故障检测。国际工程研究与技术杂志．2.2013.

[2]辛格，苏赫吉特和库马尔，阿米特和库马尔，纳文。机械系统中轴承故障检测的电机电流特征分析。材料科学．6.171 - 177。10.1016 / j.mspro.2014.07.021。2014.

[3]罗克，安东尼奥和席尔瓦，蒂亚戈和卡拉多，João &迪亚斯，J。滚动轴承故障诊断的一种方法系统与控制汇刊．4.2009.

版本历史

R2019b引入

另请参阅

faultBandMetrics|faultBands|gearMeshFaultBands

bearingFaultBands

语法

描述

例子

使用轴承规格的频带

滚子轴承的频带

可视化特征轴承频率周围的频带

滚珠轴承的频带和谱测量

输入参数

FR- - - - - -轴或内圈的转速积极的标量

注- - - - - -球或滚轮的数量正整数

DB- - - - - -球或滚子的直径积极的标量

DP- - - - - -节圆直径积极的标量

β- - - - - -接触角非负的标量

名称-值参数

谐波- - - - - -包括基频的谐波1(默认)|正整数向量

显然- - - - - -基频周围的边带及其谐波要包括在内0(默认)|非负整数的向量

宽度- - - - - -以标称故障频率为中心的频带宽度10基频的百分比(默认)|积极的标量

域- - - - - -故障频带频率单位“频率”(默认)|“秩序”

折叠- - - - - -指定负标称故障频率是否必须围绕频率原点折叠的逻辑值假(默认)|真正的

输出参数

神奇动物—故障频带Nx2数组

信息—故障频带信息结构

算法

参考文献

版本历史

另请参阅

`FR`- - - - - -轴或内圈的转速
积极的标量

`注`- - - - - -球或滚轮的数量
正整数

`DB`- - - - - -球或滚子的直径
积极的标量

`DP`- - - - - -节圆直径
积极的标量

`β`- - - - - -接触角
非负的标量

`谐波`- - - - - -包括基频的谐波
`1`(默认)|正整数向量

`显然`- - - - - -基频周围的边带及其谐波要包括在内
`0`(默认)|非负整数的向量

`宽度`- - - - - -以标称故障频率为中心的频带宽度
`10`基频的百分比(默认)|积极的标量

`域`- - - - - -故障频带频率单位
`“频率”`(默认)|`“秩序”`

`折叠`- - - - - -指定负标称故障频率是否必须围绕频率原点折叠的逻辑值
`假`(默认)|`真正的`

`神奇动物`—故障频带
`Nx2`数组

`信息`—故障频带信息
结构