基于聲發(fā)射技術(shù)的高速列車滾動軸承健康監(jiān)測方法研究
發(fā)布時間:2021-01-22 18:23
高速動車組列車作為軌道交通運輸?shù)闹匾M成部分,運行速度可以達到350km/h。由于其運行的速度快,與普通列車相比,高速列車則承受更加復(fù)雜的載荷工況,因此,對列車各個部件的工作性能提出了更高的技術(shù)要求。輪軸與轉(zhuǎn)向架構(gòu)件之間的聯(lián)接件軸承是傳動的重要部件之一,軸承的運行狀態(tài)直接影響列車的運營安全。在列車高速行駛過程中,如果不能夠及時察覺軸承早期故障,將可能引發(fā)嚴(yán)重安全事故。因此,對滾動軸承運行狀態(tài)進行實時動態(tài)監(jiān)測在軌道交通領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價值。本文以高速列車的滾動軸承為研究對象,進行軸承聲發(fā)射波形流信號的故障診斷理論基礎(chǔ)研究與試驗分析研究。首先對聲發(fā)射波形流信號的故障特征提取進行研究,是建立在信號降噪預(yù)處理和信號包絡(luò)提取上。根據(jù)聲發(fā)射波形流信號的特點,本文提出參數(shù)優(yōu)化的LMS自適應(yīng)濾波技術(shù)對聲發(fā)射波形流信號進行降噪處理,通過選取合適的參考目標(biāo)信號,完成信號的自適應(yīng)降噪,通過仿真信號處理分析,驗證了該算法的有效性;然后對聲發(fā)射波形流信號的包絡(luò)提取進行研究,本文采用插值法對故障信號進行包絡(luò)提取,又因為傳統(tǒng)三次樣條插值在包絡(luò)擬合過程中存在超調(diào)問題,進而提出了一種細分算法對三次樣條插值進行改進,...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1各方法對部件故障檢測的靈敏程度??Fig.?1-1?Sensitivity?of?each?method?to?component?fault?detection??
健康狀態(tài)監(jiān)測現(xiàn)狀研宄分析?? ̄ ̄?1??聲發(fā)射波形流信號特征研宂???J???故障特征提取理論方法研宄??^? ̄?1?1??降噪預(yù)處理?包絡(luò)分析??F?■?■?I?.???▼???士? ̄?I?I???參數(shù)優(yōu)化的LMS自適應(yīng)算法|?|三次樣條插值_]?|細分算法分三次樣條插??^?[??y???I???試驗驗證,數(shù)據(jù)分析處理???]?[???故障嚴(yán)重程度定量化評估??1?r????^???圖1-2技術(shù)路線圖??Fig.?1-2?Technology?Roadmap??7??
?第二章高速列車滾動軸承聲發(fā)射信號特征研究???第二章高速列車滾動軸承聲發(fā)射信號特征研究??根據(jù)上一章對滾動軸承健康狀態(tài)監(jiān)測國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀分析,可知滾動軸承的一個??突出特點是壽命離散性很大。隨著列車運行速度的不斷提升,安全問題顯得更加重要,??軸承一旦有故障發(fā)生將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。而聲發(fā)射技術(shù)是一種可以進行實時、動??態(tài)的在線監(jiān)測,具有高頻、高靈敏度的特點,十分適合高鐵列車的滾動軸承的健康狀??態(tài)監(jiān)測。為研宄高速列車滾動軸承聲發(fā)射故障特征的提取方法,本章主要研究滾動軸??承失效的主要形式及成因,闡述聲發(fā)射信號產(chǎn)生機理、信號的特征以及聲發(fā)射診斷原??理,最后分析聲發(fā)射波形流信號的處理方法。??2.1滾動軸承故障分析的理論基礎(chǔ)??2.1.1滾動軸承基本結(jié)構(gòu)??滾動軸承是由內(nèi)圈、外圈、滾動體及保持架4種元件組成的[54]。鐵路機車上滾動??軸承的標(biāo)準(zhǔn)裝配是內(nèi)圈與車軸過盈配合,并隨著車軸做同速轉(zhuǎn)動;外圈與軸承座相連,??是固定不動的;滾動體起傳遞軸向和徑向載荷的作用。滾動軸承上內(nèi)圈以及外圈上都??裝有凹槽型的滾道,滾道有著使?jié)L動軸承的接觸應(yīng)力變小而且防止軸承在軸向滑動;??保持架的作用是讓滾動體在圓周上均勻分布,是為了防止?jié)L動體脫落同時也可以減小??滾動體間的摩擦磨損圖2-1為高速列車滾動軸承的典型結(jié)構(gòu)示意圖。??滾動體??外圈??圖2-1滾動軸承基本結(jié)構(gòu)示意圖??Fig.2-1?Schematic?diagram?of?basic?structure?of?rolling?bearing??9??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]滾動軸承聲信號特征提取和診斷試驗研究[J]. 余永增. 應(yīng)用聲學(xué). 2018(06)
[2]基于EMD-ICA去噪的滾動軸承聲發(fā)射實驗研究[J]. 郭福平. 廣東石油化工學(xué)院學(xué)報. 2018(01)
[3]基于局部均值分解和共振解調(diào)的滾動軸承故障診斷[J]. 王夢奇,馬增強,王建東. 濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[4]高速列車本構(gòu)安全保障技術(shù)[J]. 丁叁叁. 機車電傳動. 2017(06)
[5]EEMD-PE與M-RVM相結(jié)合的軸承故障診斷方法[J]. 劉曉東,劉朦月,陳寅生,朱文煒. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(09)
[6]CRH3C型動車組轉(zhuǎn)向架軸箱軸承溫度檢測系統(tǒng)介紹[J]. 王士強. 內(nèi)燃機與配件. 2017(19)
[7]小波包熵與多核學(xué)習(xí)在列車轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷中的應(yīng)用[J]. 周彭滔,單奇,葉運廣. 燕山大學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[8]基于時域流形稀疏重構(gòu)方法的滾動軸承故障特征增強研究[J]. 張文清,何清波,丁曉喜,韓杰,謝明偉. 振動與沖擊. 2016(24)
[9]高速列車故障軸箱軸承的溫度分布研究[J]. 湯武初,王敏杰,陳光東,孫玉超,許立. 鐵道學(xué)報. 2016(07)
[10]高速鐵路建設(shè)對我國鐵路運輸?shù)挠绊慬J]. 彭其淵,李建光,楊宇翔,文超. 西南交通大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)機械故障信號分析及診斷技術(shù)研究[D]. 褚東亮.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]高速列車傳動系統(tǒng)可靠性分析與評估[D]. 趙聰聰.吉林大學(xué) 2016
[3]風(fēng)力齒輪箱軸承故障的AE信號特征提取與診斷方法研究[D]. 韓龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]滾動軸承振動信號特征提取及診斷方法研究[D]. 朱可恒.大連理工大學(xué) 2013
[5]強噪聲背景下滾動軸承故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 侯者非.武漢理工大學(xué) 2010
[6]LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能研究與應(yīng)用[D]. 李寧.哈爾濱工程大學(xué) 2009
碩士論文
[1]滾動軸承復(fù)合故障機理及振動模型研究[D]. 董振振.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于振動信號分析的滾動軸承故障診斷研究[D]. 張灝繽.遼寧科技大學(xué) 2015
[3]自適應(yīng)濾波器中LMS算法的研究及應(yīng)用[D]. 夏曉.北京郵電大學(xué) 2013
[4]自適應(yīng)濾波算法的研究與應(yīng)用[D]. 張會先.西安電子科技大學(xué) 2012
[5]自適應(yīng)濾波器的研究及其在齒輪箱特征提取中的應(yīng)用[D]. 張盈盈.中北大學(xué) 2010
[6]滾動軸承微弱故障信號檢測方法研究[D]. 曾剛.成都理工大學(xué) 2010
[7]車輛軸承振動信號分析及故障診斷的研究[D]. 黎丹.中南大學(xué) 2007
[8]HHT方法分析[D]. 陳一賢.浙江大學(xué) 2007
本文編號:2993698
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1各方法對部件故障檢測的靈敏程度??Fig.?1-1?Sensitivity?of?each?method?to?component?fault?detection??
健康狀態(tài)監(jiān)測現(xiàn)狀研宄分析?? ̄ ̄?1??聲發(fā)射波形流信號特征研宂???J???故障特征提取理論方法研宄??^? ̄?1?1??降噪預(yù)處理?包絡(luò)分析??F?■?■?I?.???▼???士? ̄?I?I???參數(shù)優(yōu)化的LMS自適應(yīng)算法|?|三次樣條插值_]?|細分算法分三次樣條插??^?[??y???I???試驗驗證,數(shù)據(jù)分析處理???]?[???故障嚴(yán)重程度定量化評估??1?r????^???圖1-2技術(shù)路線圖??Fig.?1-2?Technology?Roadmap??7??
?第二章高速列車滾動軸承聲發(fā)射信號特征研究???第二章高速列車滾動軸承聲發(fā)射信號特征研究??根據(jù)上一章對滾動軸承健康狀態(tài)監(jiān)測國內(nèi)外研宄現(xiàn)狀分析,可知滾動軸承的一個??突出特點是壽命離散性很大。隨著列車運行速度的不斷提升,安全問題顯得更加重要,??軸承一旦有故障發(fā)生將可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。而聲發(fā)射技術(shù)是一種可以進行實時、動??態(tài)的在線監(jiān)測,具有高頻、高靈敏度的特點,十分適合高鐵列車的滾動軸承的健康狀??態(tài)監(jiān)測。為研宄高速列車滾動軸承聲發(fā)射故障特征的提取方法,本章主要研究滾動軸??承失效的主要形式及成因,闡述聲發(fā)射信號產(chǎn)生機理、信號的特征以及聲發(fā)射診斷原??理,最后分析聲發(fā)射波形流信號的處理方法。??2.1滾動軸承故障分析的理論基礎(chǔ)??2.1.1滾動軸承基本結(jié)構(gòu)??滾動軸承是由內(nèi)圈、外圈、滾動體及保持架4種元件組成的[54]。鐵路機車上滾動??軸承的標(biāo)準(zhǔn)裝配是內(nèi)圈與車軸過盈配合,并隨著車軸做同速轉(zhuǎn)動;外圈與軸承座相連,??是固定不動的;滾動體起傳遞軸向和徑向載荷的作用。滾動軸承上內(nèi)圈以及外圈上都??裝有凹槽型的滾道,滾道有著使?jié)L動軸承的接觸應(yīng)力變小而且防止軸承在軸向滑動;??保持架的作用是讓滾動體在圓周上均勻分布,是為了防止?jié)L動體脫落同時也可以減小??滾動體間的摩擦磨損圖2-1為高速列車滾動軸承的典型結(jié)構(gòu)示意圖。??滾動體??外圈??圖2-1滾動軸承基本結(jié)構(gòu)示意圖??Fig.2-1?Schematic?diagram?of?basic?structure?of?rolling?bearing??9??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]滾動軸承聲信號特征提取和診斷試驗研究[J]. 余永增. 應(yīng)用聲學(xué). 2018(06)
[2]基于EMD-ICA去噪的滾動軸承聲發(fā)射實驗研究[J]. 郭福平. 廣東石油化工學(xué)院學(xué)報. 2018(01)
[3]基于局部均值分解和共振解調(diào)的滾動軸承故障診斷[J]. 王夢奇,馬增強,王建東. 濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(01)
[4]高速列車本構(gòu)安全保障技術(shù)[J]. 丁叁叁. 機車電傳動. 2017(06)
[5]EEMD-PE與M-RVM相結(jié)合的軸承故障診斷方法[J]. 劉曉東,劉朦月,陳寅生,朱文煒. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(09)
[6]CRH3C型動車組轉(zhuǎn)向架軸箱軸承溫度檢測系統(tǒng)介紹[J]. 王士強. 內(nèi)燃機與配件. 2017(19)
[7]小波包熵與多核學(xué)習(xí)在列車轉(zhuǎn)向架軸承故障診斷中的應(yīng)用[J]. 周彭滔,單奇,葉運廣. 燕山大學(xué)學(xué)報. 2017(05)
[8]基于時域流形稀疏重構(gòu)方法的滾動軸承故障特征增強研究[J]. 張文清,何清波,丁曉喜,韓杰,謝明偉. 振動與沖擊. 2016(24)
[9]高速列車故障軸箱軸承的溫度分布研究[J]. 湯武初,王敏杰,陳光東,孫玉超,許立. 鐵道學(xué)報. 2016(07)
[10]高速鐵路建設(shè)對我國鐵路運輸?shù)挠绊慬J]. 彭其淵,李建光,楊宇翔,文超. 西南交通大學(xué)學(xué)報. 2016(03)
博士論文
[1]旋轉(zhuǎn)機械故障信號分析及診斷技術(shù)研究[D]. 褚東亮.華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]高速列車傳動系統(tǒng)可靠性分析與評估[D]. 趙聰聰.吉林大學(xué) 2016
[3]風(fēng)力齒輪箱軸承故障的AE信號特征提取與診斷方法研究[D]. 韓龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]滾動軸承振動信號特征提取及診斷方法研究[D]. 朱可恒.大連理工大學(xué) 2013
[5]強噪聲背景下滾動軸承故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 侯者非.武漢理工大學(xué) 2010
[6]LMS自適應(yīng)濾波算法的收斂性能研究與應(yīng)用[D]. 李寧.哈爾濱工程大學(xué) 2009
碩士論文
[1]滾動軸承復(fù)合故障機理及振動模型研究[D]. 董振振.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于振動信號分析的滾動軸承故障診斷研究[D]. 張灝繽.遼寧科技大學(xué) 2015
[3]自適應(yīng)濾波器中LMS算法的研究及應(yīng)用[D]. 夏曉.北京郵電大學(xué) 2013
[4]自適應(yīng)濾波算法的研究與應(yīng)用[D]. 張會先.西安電子科技大學(xué) 2012
[5]自適應(yīng)濾波器的研究及其在齒輪箱特征提取中的應(yīng)用[D]. 張盈盈.中北大學(xué) 2010
[6]滾動軸承微弱故障信號檢測方法研究[D]. 曾剛.成都理工大學(xué) 2010
[7]車輛軸承振動信號分析及故障診斷的研究[D]. 黎丹.中南大學(xué) 2007
[8]HHT方法分析[D]. 陳一賢.浙江大學(xué) 2007
本文編號:2993698
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