【摘要】：滾動(dòng)軸承是機(jī)械設(shè)備中旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件,在汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、電動(dòng)機(jī)、多關(guān)節(jié)機(jī)器人和精密數(shù)控機(jī)床等設(shè)備中,滾動(dòng)軸承的運(yùn)行狀況直接決定了設(shè)備的精度和可靠性。磨損是滾動(dòng)軸承不可避免的一種故障,軸承的間隙會(huì)隨著磨損變大,粗糙度隨之增加,軸承的精度也會(huì)隨之降低,長(zhǎng)時(shí)間的磨損更會(huì)導(dǎo)致滾動(dòng)軸承出現(xiàn)內(nèi)外圈等部位的故障。本文以深溝球軸承為例,研究了軸承磨損狀態(tài)的仿真分析,磨損導(dǎo)致的故障軸承信號(hào)特征提取,以及軸承磨損狀態(tài)的分類識(shí)別這三個(gè)問(wèn)題,論文主要完成了以下工作:(1)使用SolidWorks對(duì)深溝球軸承進(jìn)行了建模,將軸承模型導(dǎo)入到Adams中建立虛擬樣機(jī)模型,通過(guò)調(diào)整滾動(dòng)軸承模型的間隙設(shè)定來(lái)模擬軸承的磨損,仿真測(cè)試了軸承模型的加速度振動(dòng)信號(hào),從時(shí)域和頻域的角度出發(fā)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了分析,提取了和滾動(dòng)軸承磨損有關(guān)的特征參數(shù),找到可以表征滾動(dòng)軸承磨損狀態(tài)的特征值。(2)分析了變分模態(tài)分解(VMD)算法的概念和原理,通過(guò)分解無(wú)沖擊仿真信號(hào)和有沖擊仿真信號(hào)驗(yàn)證了VMD算法的優(yōu)越性并與經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)算法進(jìn)行了對(duì)比,最后通過(guò)滾動(dòng)軸承故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)測(cè)試了一個(gè)由于磨損所導(dǎo)致內(nèi)圈故障的滾動(dòng)軸承,將VMD方法和EMD方法進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣驗(yàn)證了VMD算法的優(yōu)勢(shì)。(3)通過(guò)分析馬爾可夫過(guò)程和隱馬爾可夫模型(HMM)的理論基礎(chǔ),相關(guān)概念和基本算法,討論算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及相應(yīng)解決問(wèn)題的方法,最后通過(guò)滾動(dòng)軸承故障診斷的實(shí)例詳細(xì)的闡述了HMM模型在滾動(dòng)軸承故障診斷中的基本應(yīng)用方法和診斷流程。(4)提出了基于VMD-HMM模型的滾動(dòng)軸承磨損狀態(tài)識(shí)別方法,首先運(yùn)用變分模態(tài)分解算法處理信號(hào),提取出不同磨損狀態(tài)的特征向量,然后計(jì)算各個(gè)狀態(tài)特征向量的能量值比組成表示各個(gè)狀態(tài)的特征向量序列,之后將向量序列輸入到HMM模型中訓(xùn)練得到各磨損狀態(tài)的HMM模型,將待測(cè)信號(hào)輸入到訓(xùn)練好的HMM模型中即可進(jìn)行診斷。最后,通過(guò)實(shí)際測(cè)試的滾動(dòng)軸承全壽命周期振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了該方法的驗(yàn)證,并與常用的基于EMD-HMM、諧波小波樣本熵-HMM方法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,所提方法可以準(zhǔn)確診斷滾動(dòng)軸承的磨損狀態(tài)。(5)在上述變分模態(tài)分解和隱馬爾可夫模型的研究基礎(chǔ)上,利用圖形用戶界面設(shè)計(jì)了滾動(dòng)軸承磨損狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng),之后使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了該系統(tǒng)的有效性,為滾動(dòng)軸承的故障診斷系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)范例。
【圖文】：

軸承系統(tǒng)模型

8圖 2-2 滾動(dòng)軸承模型624 的結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)如下所示：直徑：8.5017mm徑：0.8507mm徑：0.8607mm：20：1.6539mm：7.5*10-3mm荷：936N荷：290N
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH133.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2684063