1.一种基于声振信号融合的滚动轴承故障检测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:采集待测滚动轴承的振动信号V'和声信号S',并分别存储在计算机上;采集振动信号V'的传感器Q1安装在待测滚动轴承的轴承座上,采集声信号S'的传感器Q2安装在距轴承端面距离值为d的平面上,且满足传感器Q2的中心点位于轴承的轴线上;
步骤2:从振动信号V'中提取一段包含Nv个连续信号点的振动信号作为待检测振动信号V,即V={V[u]|u=1,2,…,Nv};从声信号S'中提取一段包含Ns个连续信号点的声信号作为待检测声信号S,即S={S[v]|v=1,2,…,Ns},其中Nv表示待检测振动信号V的总信号点数,Ns表示待检测声信号S的总信号点数;
步骤3:针对待检测声信号S建立滑动矩形窗函数,并设置矩形窗的宽和移动步长,其中矩形窗的宽取值为待测滚动轴承转动频率的正整数倍,定义所述矩形窗包含声信号的信号点数为NO;
步骤4:从待检测振动信号V的第一个信号点V[1]开始,通过移动矩形窗建立待检测振动信号V与待检测声信号S的融合信号;
步骤5:利用公式(1)计算融合信号Fj的均方根值RMS(Fj),式中,Fj表示声信号Sj与振动信号Vj的融合信号,Fj[i]表示融合信号Fj上的第i个信号点,NO表示矩形窗包含的信号点数;
步骤6:利用公式(2)~公式(3)计算融合信号Fj和声信号Sj之间的均柔值SM(Fj,Sj),式中,Vj[i]表示振动信号Vj上的第i个信号点,Sj[i]表示声信号Sj上的第i个信号点,表示融合信号Fj的平均值, 表示声信号Sj的平均值;
步骤7:利用公式(4)计算出融合信号Fj的均滑值RSj,RSj=RMS(Fj)×SM(Fj,Sj) (4)步骤8:矩形窗经过n‑1次移动后,计算得到n个均滑值,统计出n个均滑值中的最大值RSmax,将RSmax所对应的融合信号称为最优融合信号Fmax;
步骤9:求取最优融合信号Fmax的时域信号;
步骤10:将时域信号进行傅里叶变换,得到最优融合信号Fmax的频域信号曲线;
步骤11:利用公式(5)计算待测滚动轴承的外圈故障特征频率fo,利用公式(6)计算待测滚动轴承的内圈故障特征频率fi,利用公式(7)计算待测滚动轴承的滚动体故障特征频率fb,利用公式(8)计算待测滚动轴承的保持架故障特征频率ff,式中,z表示待测滚动轴承上的滚动体个数,db表示待测滚动轴承上的滚动体直径,Dm表示待测滚动轴承的节圆直径,α表示待测滚动轴承的接触角,fr表示待测滚动轴承的转动频率;
步骤12:在最优融合信号Fmax的频域信号曲线上,找出最大振幅所对应的频率值fmax,则fmax即为待测滚动轴承的故障特征频率;当频率值fmax满足λ1fo≤fmax≤λ2fo时,则判断待测滚动轴承的故障出现在外圈上,其中[λ1fo,λ2fo]表示外圈的近似故障特征频率的取值范围;当频率值fmax满足λ1fi≤fmax≤λ2fi时,则判断待测滚动轴承的故障出现在内圈上,其中[λ1fi,λ2fi]表示内圈的近似故障特征频率的取值范围;当频率值fmax满足λ1fb≤fmax≤λ2fb时,则判断待测滚动轴承的故障出现在滚动体上,其中[λ1fb,λ2fb]表示滚动体的近似故障特征频率的取值范围;当频率值fmax满足λ1ff≤fmax≤λ2ff时,则判断待测滚动轴承的故障出现在保持架上,其中[λ1ff,λ2ff]表示保持架的近似故障特征频率的取值范围;其中λ1取值范围为0.9≤λ1≤0.95,λ2取值范围为1.05≤λ2≤1.1;
所述步骤4具体为:从待检测声信号S的第一个信号点S[1]开始,按照移动步长将矩形窗在待检测声信号S上进行滑动,矩形窗每移动一次需要在待检测振动信号V上依次截取NO的信号点,直至矩形窗移动至最后一个移动步长,定义矩形窗第j次移动后截取的NO个信号点组成的一段振动信号为Vj,Vj={Vj[i]|i=1,2,…,NO},Vj[i]表示振动信号Vj上的第i个信号点,定义矩形窗第j次移动后所对应的一段声信号为Sj,Sj={Sj[i]|i=1,2,…,NO},Sj[i]表示声信号Sj上的第i个信号点,j=0,1,2,…,n‑1, 表示不超过 比值的最大正整数,NH表示预设移动步长的信号点数,定义声信号Sj与振动信号Vj在矩形窗第j次移动后的一段融合信号为Fj,利用公式(9)计算声信号Sj与振动信号Vj的融合信号Fj,Fj[i]表示融合信号Fj上的第i个信号点;
Fj[i]=Vj[i]+Sj[i] i=1,2,…,NO (9)。