本文關(guān)鍵詞：以振動信號為基礎(chǔ)的數(shù)字信號處理方法對滾動軸承壽命預(yù)測的研究

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【摘要】：滾動軸承在實際生產(chǎn)中具有普遍的應(yīng)用,作為化工旋轉(zhuǎn)機械的重要組成,它的運行狀況直接影響整個系統(tǒng)的功能。所以,滾動軸承的壽命預(yù)測具有重要意義。本文以包涵滾動軸承特征信息豐富的振動信號為研究對象,通過滾動軸承振動機理的解釋和說明,揭示軸承振動特征隨退化趨勢的演變規(guī)律,通過對滾動軸承振動信號的處理,提取滾動軸承衰退性能指標(biāo),然后基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的壽命預(yù)測模型,實現(xiàn)滾動軸承壽命的預(yù)測。這對于滾動軸承建立使用壽命的評估準(zhǔn)則,提高設(shè)備與機械的使用性能都具有重要的意義。論文的主要研究內(nèi)容如下：1、從振動信號幅值、頻率、能量變化等角度研究軸承全壽命周期的退化特點,得到全壽命周期內(nèi)特征參數(shù)的變化情況,從而對從不同角度出發(fā)的特征參數(shù)在滾動軸承全壽命周期內(nèi)的衰退性能表現(xiàn)力進行對比分析。結(jié)果顯示雖然峭度、均方根、重心頻率、頻率方差、以及經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解得到的IMF各分量能量能夠相對較好反映軸承的退化狀態(tài),但由于選定單一的特征參數(shù)作為衰退性能的表征量,常常無法兼顧靈敏性和穩(wěn)定性,并且單一的特征參數(shù)通常只針對一種缺陷或者故障有效。在實際運行中,由于軸承工作的復(fù)雜性和多變性,僅依靠某一域中的單一特征參數(shù)作為衰退性能指標(biāo)無法有效表征。2、針對衰退性能指標(biāo)難構(gòu)建的問題,首先利用SPSS軟件對峭度、均方根、重心頻率、頻率方差、以及經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解得到的IMF前四個分量能量進行相關(guān)性分析,得到這些的特征參數(shù)具有相關(guān)性的結(jié)論,說明這些特征參數(shù)能夠不同程度的反映軸承退化狀態(tài),因而進一步利用主成分分析法將這些時域、頻域和時頻域中對退化狀態(tài)能夠相對較好表征的特征參數(shù)融合,建立PCA模型。將不同故障程度的數(shù)據(jù)作為檢測數(shù)據(jù)帶入模型,驗證模型的有效性,從而建立了基于第一主元的衰退性能指標(biāo)。3、根據(jù)可靠性分析及威布爾分布下的比例故障率函數(shù)的表達(dá)形式,以軸承的衰退性能指標(biāo)和其過程變化因子作為比例故障率函數(shù)中的協(xié)變量,建立軸承運行狀態(tài)與剩余壽命的關(guān)系,通過曲線擬合,得到剩余壽命曲線。最后利用實際軸承全壽命周期的性能退化實驗的實驗數(shù)據(jù)對該方法進行驗證,證明了該方法的有效性。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1156538