本文關(guān)鍵詞：滾動軸承外圈故障機理建模及雙沖擊特征提取方法的研究

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【摘要】：滾動軸承在旋轉(zhuǎn)機械中被廣泛應(yīng)用,主要用于支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),在旋轉(zhuǎn)機械中發(fā)生故障的比例較高。滾動軸承中滾動體通過滾道缺陷時,滾動體會在滾道缺陷進入邊緣以及退出邊緣與滾道之間碰撞接觸產(chǎn)生沖擊脈沖,其產(chǎn)生的沖擊脈沖振幅和波形與滾道缺陷的尺寸大小直接相關(guān),而且根據(jù)滾動體與滾道缺陷邊緣接觸碰撞產(chǎn)生的振動信號會出現(xiàn)雙沖擊的現(xiàn)象,通過雙沖擊振動信號的測量分析可以對故障滾動軸承的滾道缺陷程度進行判別,可以有利于實現(xiàn)滾動軸承剩余壽命的估計。為了提高故障滾動軸承振動信號雙沖擊特征提取與分析的準(zhǔn)確性,需要首先對故障滾動軸承的雙沖擊振動進行發(fā)生機理的分析,構(gòu)建故障滾動軸承的雙沖擊動力學(xué)模型,為雙沖擊特征提取提供理論模型的有力支撐。本文以滾動軸承為研究對象,以深溝球軸承為例,對外圈滾道存在單一剝落缺陷時,滾動體在通過滾道缺陷時的運動狀態(tài)進行了詳細的分析,對滾動體與滾道接觸間的位移變化以及接觸力的變化進行了分析,在正常滾動軸承動力學(xué)模型的基礎(chǔ)之上,提出了能很好地體現(xiàn)故障滾動軸承雙沖擊現(xiàn)象的故障動力學(xué)模型。通過求解該動力學(xué)模型的微分方程,計算結(jié)果中的雙沖擊特征與理論分析結(jié)果相吻合。在滾動軸承雙沖擊特征提取方面,本研究對滾動軸承振動信號增強及降噪方法進行了一定的研究。在Fast Kurtogram算法的基礎(chǔ)之上,提出了基于子頻帶平均的Fast Kurtogram算法,該方法可以有效降低滾動軸承振動信號中高幅值脈沖對信號特征提取的影響。此外,本課題研究提出了基于倒頻譜編輯的滾動軸承故障特征分離的方法,適應(yīng)于齒輪箱系統(tǒng)中滾動軸承振動信號的提取,該方法能提高倒頻譜編輯的準(zhǔn)確性并能實現(xiàn)倒頻譜編輯的自動化。配合以深溝球軸承外圈滾道單一局部剝落缺陷故障為例進行了故障的模擬試驗,通過對振動信號的分析,提取到了故障滾動軸承的雙沖擊特征,對不同故障缺陷尺寸的試驗數(shù)據(jù)分析,其試驗結(jié)果與故障滾動軸承的動力學(xué)微分方程的理論計算結(jié)果相吻合,驗證了滾動軸承雙沖擊故障機理建模的正確性。
【關(guān)鍵詞】：滾動軸承 滾道缺陷 雙沖擊 故障機理建模
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH165.3;TH133.33

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本文編號：564061