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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种隧道掘进机主轴承故障模拟试验台及故障诊断方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119223627B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411390911.X，技术领域涉及：G01M13/04；该发明授权一种隧道掘进机主轴承故障模拟试验台及故障诊断方法是由赵海鸣;童安阳;姜顺;张明宇;张植浩设计研发完成，并于2024-10-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种隧道掘进机主轴承故障模拟试验台及故障诊断方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种隧道掘进机主轴承故障模拟试验台及故障诊断方法，包括机架以及转动设置在机架上的主轴承，所述主轴承的前端和后端分别设有第一外圈和第二外圈，所述第二外圈上朝向主推滚子的一侧设有卡槽，所述卡槽内卡有故障模拟板，所述故障模拟板与第二外圈为过盈配合，所述第二外圈的外侧安装有故障检测模块；所述故障模拟板的后端设有螺孔，螺栓穿过第二外圈伸入螺孔内用以将故障模拟板拽在卡槽内。与现有技术相比，本发明通过设置可拆卸连接的故障模拟板和第二外圈，能够极大程度上降低故障植入的难度，利于降低制作成本，同时也使得模拟试验台对于故障的形式、程度、数量能够更加灵活地控制。

本发明授权一种隧道掘进机主轴承故障模拟试验台及故障诊断方法在权利要求书中公布了：1.一种隧道掘进机主轴承故障模拟试验台，其特征在于，包括机架以及转动设置在所述机架上的主轴承，所述主轴承的前端和后端分别设有第一外圈和第二外圈，所述第二外圈上朝向主推滚子的一侧设有卡槽，所述卡槽内卡有故障模拟板，所述故障模拟板与第二外圈为过盈配合，所述第二外圈的外侧在故障模拟板对应的位置上安装有故障检测模块；所述故障模拟板的后端设有螺孔，螺栓穿过第二外圈伸入螺孔内用以将故障模拟板拽在卡槽内；所述机架上设有加载装置和油液循环装置，所述油液循环装置用于给主轴承提供润滑液，所述加载装置用于驱动主轴承旋转以及给主轴承提供轴向推力；还包括如下步骤： S1：由故障检测模块获得主轴承的振动数据xnt，每个故障检测模块提供一个通道的振动数据xnt，然后根据故障特征频率调整数据预处理过程中的数据段长度，随后对各通道数据进行归一化处理得到数据J；其中，xnt表示第n个通道在时刻t的振动数据； S2：采用空洞宽核卷积对数据J进行初步处理得到数据Y，对数据Y进行批归一化处理得到数据G，然后对数据G引入非线性成分并进行极大池化得到通道的通道特征Un； S3：将通道特征Un进行逐元素相加得到特征向量U，然后特征向U经过全局平均池化层GAP、全连接层FC、BN和ReLU激活函数计算得到特征Z，最后将特征Z分别输入全连接层中得到各个通道的注意力权重Wj，各个通道的注意力权重之和为1，即其中m＝3； S4：将计算得到的注意力权重Wj赋给特征向量S得到加权后的特征向量V，再将加权后的特征向量V融合，最后将融合后的特征输入最终全连接实现对故障类型的映射过程；特征向量V由下式3计算得到： 其中,Wj为第j个通道的注意力权值，特征向量S为数据Y输入一系列的卷积层后得到的特征值，sj为第j个通道的特征值； 步骤S1具体包括如下步骤： S11，基于先验知识，求解出对应区域的故障特征频率，结合采样频率fs，通过下式4计算出所需要的数据段长度l： 其中，f为故障特征频率，fs为采样频率，N为数据段内周期数量，N的范围为5～10； 根据下表1计算故障特征频率f： 表1各个位置处的故障特征频率计算公式 其中，Dm为主推滚道滚子节圆直径，Da为辅推滚道滚子节圆直径，Dr则为径向滚道滚子节圆直径，dm为主推滚子直径，da为辅推滚子直径，dr为径向滚子直径，fr为内圈转动频率，nm为主推滚子对数量，na为辅推滚子数量，nr为径向滚子数量； S12，结合滑动窗的方法按照上述所求数据段长度l对时域数据进行切分： 其中，L为数据的总长度，stride为步长，num表示分割后的数据段数； S13，随后通过公式6对各通道数据进行归一化处理： 其中表示第n个通道数据中的第k个数据段，即为数据J，表示第n个通道的第k个数据段，其中k∈[0,num]，表示对应数据段中的最大值，表示对应数据段中的最小值。

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