【摘要】：軸承廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)的機(jī)械設(shè)備中,軸承的故障診斷是故障診斷領(lǐng)域中發(fā)展的重點(diǎn),由于滾動(dòng)軸承的損壞而引起設(shè)備運(yùn)行故障的情況在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中約占30%。某些高溫、腐蝕、大型機(jī)械、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等場(chǎng)合,不便于采用接觸式振動(dòng)測(cè)量,而聲信號(hào)測(cè)量具有非接觸和對(duì)早期故障敏感的特點(diǎn)。本文針對(duì)不便進(jìn)行接觸測(cè)量的滾動(dòng)軸承,以非接觸式的麥克風(fēng)傳感器陣列作為信號(hào)采集方式,結(jié)合波束形成優(yōu)化算法、同步壓縮小波變換作為聲信號(hào)處理方法展開基于聲信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法研究。結(jié)合兩種算法,使信號(hào)信噪比和時(shí)頻分辨率得到提高,同時(shí)優(yōu)化了同步壓縮小波變換對(duì)噪聲的敏感性。本文主要工作內(nèi)容如下:分析了麥克風(fēng)陣列的結(jié)構(gòu)模型及信號(hào)采集原理,對(duì)基于奇異值加權(quán)的波束形成聲信號(hào)增強(qiáng)預(yù)處理的原理及算法介紹。并對(duì)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和其故障聲學(xué)機(jī)理進(jìn)行分析,指出對(duì)聲學(xué)診斷的優(yōu)點(diǎn)和難度。研究滾動(dòng)軸承診斷的方法,介紹了時(shí)域指標(biāo)分析、特征頻率分析及時(shí)頻譜、包絡(luò)譜分析的原理及其應(yīng)用。本文還詳細(xì)介紹了小波變換和同步壓縮小波變換的基本原理理論及其算法應(yīng)用編寫的實(shí)現(xiàn),利用Matlab軟件平臺(tái)進(jìn)行仿真分析以及通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行算法驗(yàn)證。本課題還完成了滾動(dòng)軸承聲陣列故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)和搭建,并對(duì)整體的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了介紹。基于LabVIEW和Matlab軟件系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)理論算法的原理進(jìn)行編寫程序,實(shí)現(xiàn)整體算法的應(yīng)用。軟件系統(tǒng)部分由數(shù)據(jù)采集及儲(chǔ)存、麥克風(fēng)陣列聲信號(hào)增強(qiáng)、同步壓縮小波變換信號(hào)處理重構(gòu)、時(shí)域波形及時(shí)域參數(shù)指標(biāo)分析、時(shí)頻譜分析、頻譜及包絡(luò)譜分析等模塊構(gòu)成。本文最后通過設(shè)計(jì)搭建的滾動(dòng)軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集,對(duì)采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理后,進(jìn)行結(jié)果分析,初步驗(yàn)證了本文研究的算法的有效性,所編寫的軟件系統(tǒng)的可行性,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。
【圖文】：

圖 2-1 麥克風(fēng)陣列采集信號(hào)示意圖Fig.2-1 Microphone array acquisition signal diagram用中，使用麥克風(fēng)陣列需考慮環(huán)境噪聲和多個(gè)方向的反射噪器陣列中第 i 個(gè)傳感器拾取的信號(hào) x(t )(i1,2...M)i 可用以下s(t)n(t)s(t)n(t)n(t)h(t)*s(t)n(t)iiiiiiliRiil 形式為x(t )h(t)*s(t)n(t)I 2-2）中的“*”為卷積算子，，式（2-1）中的i 是聲信號(hào)傳播聲源信號(hào)，i 是聲源傳播到兩麥克風(fēng)傳感器所需要的時(shí)間， ni聲和多路徑反射噪聲的干擾信號(hào)，第 i 個(gè)傳感器接收的背景)表示的是第 i 個(gè)傳感器接收的多個(gè)方向的反射噪聲。s (t)和 nil

廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文氣中的傳播速度，大小為 340m/s，近場(chǎng)聲源的 s ( r, , ,t)不隨仰角和方位角變化，而變成 s ( r,t22221()1tsrcsrr r ( ,,)exp[j(wtkr)]rAs rwt ，K 為聲波系數(shù)，w為聲波角頻率。A/r 為聲波角位、聲壓的幅度都有影響，聲壓振幅與徑向距離 的數(shù)學(xué)表達(dá)式和平面波一樣。其近場(chǎng)模型如圖
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH133.33

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本文編號(hào)：2662518