【摘要】：在基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)中,滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)具有非線性、隨機(jī)性的特點(diǎn),運(yùn)用變分模態(tài)分解的方法提取信號(hào)中表征滾動(dòng)軸承性能的能譜熵。并運(yùn)用基于螢火蟲(chóng)優(yōu)化的極限學(xué)習(xí)機(jī)對(duì)能譜熵時(shí)間序列進(jìn)行預(yù)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)。本文對(duì)基于變分模態(tài)分解和ELM的軸承劣化趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)對(duì)滾動(dòng)軸承的原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行變分模態(tài)分解(Variational Mode Decomposition,VMD),并對(duì)分解后的振動(dòng)信號(hào)中的頻率成分進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)隨著軸承的劣化的加劇,部分頻帶能量會(huì)發(fā)生變化,根據(jù)信息熵理論構(gòu)造VMD能譜熵特征參數(shù)作為表征滾動(dòng)軸承的性能參數(shù)。(2)運(yùn)用相空間重構(gòu)理論對(duì)滾動(dòng)軸承的VMD能譜熵時(shí)間序列進(jìn)行分析,將一維時(shí)間序列重構(gòu)映射到高維空間里形成相點(diǎn)。用極限學(xué)習(xí)機(jī)(Extreme Learning Machine,ELM)預(yù)測(cè)相點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間序列,研究了不同的歷史數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)長(zhǎng)度對(duì)于預(yù)測(cè)結(jié)果精度的影響。(3)由于ELM算法隨機(jī)設(shè)置模型參數(shù),將螢火蟲(chóng)算法與極限學(xué)習(xí)機(jī)結(jié)合建立GSO-ELM模型,尋找ELM最優(yōu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承狀態(tài)參數(shù)時(shí)間序列預(yù)測(cè)。并提取滾動(dòng)軸承狀態(tài)的參數(shù)VMD能譜熵時(shí)間序列中的趨勢(shì)項(xiàng),擬合趨勢(shì)項(xiàng)隨時(shí)間的變化情況,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承剩余壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH133.33
【圖文】：

圖 2-1 滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-1 The structure diagram of rolling bearing下，內(nèi)圈裝配在軸上形成過(guò)盈配合，工作時(shí)與主軸一起旋軸承的載荷相關(guān)。外圈一般裝備在軸承座上或機(jī)械部件殼器主要固定滾動(dòng)體位置，使軸承可以穩(wěn)定運(yùn)行。滾動(dòng)體是鍵，它運(yùn)行軌跡主要集中在內(nèi)圈和外圈表面預(yù)先加工的滾運(yùn)行時(shí)的內(nèi)部摩擦力。但在一些特定的環(huán)境中，有內(nèi)、外定外圈旋轉(zhuǎn)的。際工作中，其工作環(huán)境比較惡劣、本身的加工誤差、不當(dāng)外部因素等導(dǎo)致軸承逐漸磨損損傷。隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)化，導(dǎo)致故障停機(jī)或安全事故的發(fā)生。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中引起損壞的原因有多種，組裝不當(dāng)、潤(rùn)滑不良等原因都可能會(huì)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)故障。即便安裝、潤(rùn)滑和使

圖 2-2 滾動(dòng)軸承性能劣化演變過(guò)程Fig.2-2 The deterioration trend of rolling bearing滾動(dòng)軸承的性能劣化過(guò)程如圖 2-2 所示。滾動(dòng)軸承的壽命周期通常要經(jīng)歷三個(gè)：性能正常階段、性能退化階段、故障失效階段。在滾動(dòng)軸承性能正常階段，正常工作，雖然其性能指數(shù)會(huì)下降，但并不影響滾動(dòng)軸承正常工作。即在滾承性能退化指數(shù)在到達(dá) P 點(diǎn)前，滾動(dòng)軸承的劣化程度不足以被檢測(cè)設(shè)備識(shí)別隨著軸承的繼續(xù)運(yùn)行，進(jìn)入性能退化階段。該階段滾動(dòng)軸承的劣化狀態(tài)能夠測(cè)設(shè)備識(shí)別，但滾動(dòng)軸承的性能退化指數(shù)沒(méi)有下降到人為設(shè)定的閾值，即未故障失效點(diǎn) F，設(shè)備仍可繼續(xù)工作，在 P 點(diǎn)到 F 點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)，滾動(dòng)軸承的劣度逐漸加深，退化程度越來(lái)越嚴(yán)重，滾動(dòng)軸承的振動(dòng)也越來(lái)越劇烈；當(dāng)滾動(dòng)的性能指數(shù)到達(dá) F 點(diǎn)時(shí)，滾動(dòng)軸承發(fā)生故障失效，F(xiàn) 點(diǎn)以后為性能失效階段無(wú)發(fā)正常工作，需要停機(jī)檢修。定義從性能退化檢測(cè)點(diǎn) P 到性能失效點(diǎn) F 的該段時(shí)間稱為滾動(dòng)軸承的Rp余壽

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張小麗;王保建;馬猛;陳雪峰;;滾動(dòng)軸承壽命預(yù)測(cè)綜述[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2015年10期

2 姜閃閃;夏e

本文編號(hào)：2729861