本文關(guān)鍵詞：基于階比峭度圖的變轉(zhuǎn)速下滾動(dòng)軸承故障特征提取方法研究

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【摘要】：滾動(dòng)軸承作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的重要零部件,其工作狀態(tài)直接關(guān)系到整個(gè)機(jī)械設(shè)備的性能,因此研究滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷對(duì)保證設(shè)備安全運(yùn)行、降低事故發(fā)生率具有非常重要的意義。變速下的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)包含豐富的狀態(tài)信息,更能表征其故障特征,但是轉(zhuǎn)速隨工況或負(fù)載的變化產(chǎn)生較大的波動(dòng),信號(hào)表現(xiàn)出非平穩(wěn)性,所以能否有效地提取變速下的故障特征成為滾動(dòng)軸承故障診斷的關(guān)鍵。在階比分析和譜峭度理論的基礎(chǔ)上,本文提出了基于階比峭度圖的滾動(dòng)軸承故障特征提取方法,在低頻干擾和強(qiáng)背景噪聲影響下能準(zhǔn)確地提取出故障特征,實(shí)現(xiàn)變速工況下滾動(dòng)軸承故障的狀態(tài)辨識(shí)。本文的具體研究?jī)?nèi)容介紹如下:本文首先概述了滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、失效形式,并對(duì)振動(dòng)機(jī)理、故障類(lèi)型及故障特征頻率進(jìn)行了研究。在此理論基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了計(jì)算階比跟蹤技術(shù),并在全面介紹譜峭度理論的基礎(chǔ)上,對(duì)各種譜峭度算法進(jìn)行深入分析和優(yōu)缺點(diǎn)比較,進(jìn)而融合計(jì)算階比跟蹤技術(shù)和基于FIR濾波器的譜峭度理論的優(yōu)點(diǎn),提出了階比峭度圖算法。在滾動(dòng)軸承的仿真和實(shí)測(cè)故障信號(hào)中對(duì)階比峭度圖算法進(jìn)行驗(yàn)證,并與傳統(tǒng)譜峭度算法進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明該方法能夠顯著提高變速工況下故障特征提取的準(zhǔn)確性。并在滾動(dòng)軸承混合故障信號(hào)中對(duì)該方法進(jìn)驗(yàn)證,結(jié)果表明階比峭度圖算法可以有效地提取混合故障中的各個(gè)故障特征。以Lab VIEW為軟件平臺(tái),開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了虛擬式滾動(dòng)軸承故障診斷測(cè)試系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的采集、處理、分析及保存,該測(cè)試系統(tǒng)具有一定的工程實(shí)用意義和推廣應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 變轉(zhuǎn)速 階比分析 譜峭度 階比峭度圖 故障診斷系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 本課題研究背景與目的意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的研究9-10
• 1.2.2 譜峭度理論應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 階比分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀11
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容與總體框架11-13
• 2 滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理及故障特征階比分析13-20
• 2.1 滾動(dòng)軸承的典型結(jié)構(gòu)13
• 2.2 滾動(dòng)軸承的失效形式13-15
• 2.3 滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理和故障特征15-17
• 2.3.1 外圈故障特征16
• 2.3.2 內(nèi)圈故障特征16-17
• 2.3.3 滾動(dòng)體故障特征17
• 2.4 滾動(dòng)軸承故障特征階比計(jì)算17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 3 階比分析與譜峭度理論20-31
• 3.1 階比分析理論20-23
• 3.1.1 硬件式階比跟蹤20
• 3.1.2 計(jì)算階比跟蹤20-21
• 3.1.3 階比重采樣21-23
• 3.2 譜峭度理論23-30
• 3.2.1 譜峭度定義23-25
• 3.2.2 基于STFT的譜峭度算法25-27
• 3.2.3 基于FIR濾波器的譜峭度算法27-30
• 3.2.4 其他譜峭度算法30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 4 基于階比峭度圖的滾動(dòng)軸承故障特征提取31-51
• 4.1 階比峭度圖算法31-33
• 4.2 仿真試驗(yàn)33-42
• 4.2.1 滾動(dòng)軸承單故障仿真試驗(yàn)33-39
• 4.2.2 滾動(dòng)軸承混合故障仿真分析39-42
• 4.3 滾動(dòng)軸承實(shí)測(cè)信號(hào)分析42-50
• 4.3.1 滾動(dòng)軸承外圈故障數(shù)據(jù)分析43-47
• 4.3.2 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈故障數(shù)據(jù)分析47-49
• 4.3.3 實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 5 虛擬式滾動(dòng)軸承故障診斷測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)51-60
• 5.1 虛擬儀器技術(shù)51-52
• 5.1.1 虛擬儀器概述51-52
• 5.1.2 Lab VIEW簡(jiǎn)介52
• 5.2 滾動(dòng)軸承故障診斷系統(tǒng)軟硬件總體構(gòu)架52-53
• 5.3 系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建53-55
• 5.3.1 傳感器的配置53-54
• 5.3.2 數(shù)據(jù)采集卡54-55
• 5.4 系統(tǒng)軟件功能開(kāi)發(fā)55-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66

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本文編號(hào)：521567