Page 128 - 《振动工程学报》2025年第8期

1768 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

表 1 仿真信号故障参数 一 组 EMD 分 解 并 设 定 EMD 的 分 解 层 数 为 2 层 ，
Tab. 1 Fault parameters of simulation signal EMD 分解包络谱如图 4（b）所示，通过包含主要故
内圈位 外圈位 内圈故 外圈故 障特征信息的分量对比，EMD 分量受噪声影响大于
采样频 转频
移常数 移常数 障频率/ 障频率/
率/Hz f r /Hz SSD 分量，因此证明 SSD 的分解能力优于 EMD。
A 0 A 1 Hz Hz
8192 13 10 2 87 46

图 2 仿真信号时域波形
Fig. 2 Time-domain waveforms of simulation signal

包络峭度为指标计算 OSSD 的最佳分解层数。图 3
（a）为各层各分量包络峭度值，图 3（b）为各层最大
包络峭度值。信号在分解两层后达到最大包络峭度
值 EK G = 6.996，因此可确定 OSSD 的最佳分解层
max
数为 2 层。

图 4 信号分解及包络谱
Fig. 4 Signal decomposition and envelope spectrum

OSSD 将信号分解为多个分量后，由于各分量
包含的内、外圈故障信息差别较大，难以从同一个分
量中提取出内、外圈故障，所以需要分别选择出包含
了内、外圈故障特征的敏感分量。对 SSC 计算故障
特征能量幅值比，其计算结果如图 5 所示，SSC1 和
SSC2 分别包含了内、外圈故障信息。确定 SSC1 为
外圈敏感分量，SSC2 为内圈敏感分量。
图 3 分量包络峭度值
用 MCKD 对选择的分量进行滤波、增强冲击处
Fig. 3 Component envelope kurtosis values
理。首先利用多点峭度谱确定 MCKD 的滤波周期 T
OSSD 将信号分解为 2 个 SSC 后，其包络谱如 的估计值，确定估计值后缩小区间以峰度为目标计
图 4（a）所示，很明显可看到轴承的内、外圈故障，但 算出精确值。计算结果如图 6 所示，图 6（a）为多点峭
其仍包含噪声，需要对其进行下一步处理。 度谱计算过程，图 6（b）为峰度计算过程。因此，可确
为了验证 OSSD 具有较强的分解能力，添加了 定外圈的周期 T i=178，内圈的周期 T o=94。