本文關(guān)鍵詞：小波分析和Hilbert分析在滾動軸承故障診斷中應(yīng)用研究

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【摘要】：滾動軸承是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分，，廣泛應(yīng)用在各工業(yè)領(lǐng)域中，其能否安全有效的運(yùn)行關(guān)系到整臺設(shè)備的安全性能。很多學(xué)者對滾動軸承故障診斷開展了很多研究，但由于其激勵(lì)源多，在其運(yùn)行過程當(dāng)中會出現(xiàn)各種頻率的脈沖調(diào)制,給其故障診斷的準(zhǔn)確性帶來一定的難度。 滾動軸承振動的重要特征是信號非平穩(wěn)性的特點(diǎn)，其振動的故障特征頻率和系統(tǒng)周期性固有振動頻率會產(chǎn)生脈沖調(diào)制，傳統(tǒng)的傅里葉變換在分析此類振動信號時(shí)就顯得力不從心了。本文首先從理論上分析了小波分析在處理非平穩(wěn)信號的優(yōu)勢，以及Hilbert譜分析對脈沖調(diào)制信號進(jìn)行解調(diào)，最后可解調(diào)出故障特征頻率，定而精確地確定故障部位。 本文以Labview為平臺，開發(fā)出了針對滾動軸承振動測試分析系統(tǒng)，主要的模塊有時(shí)域分析和頻域分析，在頻率模塊運(yùn)用小波分析和Hilbert譜聯(lián)合分析，對振動信號進(jìn)行包絡(luò)解調(diào)，實(shí)現(xiàn)載波和調(diào)制波的分離。通過對調(diào)制波進(jìn)行頻譜分析實(shí)現(xiàn)滾動軸承各元件故障的診斷。 結(jié)果表明：小波分析和Hilbert包絡(luò)解調(diào)技術(shù)能有效提取調(diào)制信號中的包絡(luò)信號，對包絡(luò)信號進(jìn)行頻譜分析后可以實(shí)現(xiàn)滾動軸承內(nèi)、外圈及滾動體故障的診斷；診斷結(jié)果與實(shí)際故障相吻合，表明此方法在非平穩(wěn)性信號故障診斷中是非常有效的。
【關(guān)鍵詞】：滾動軸承 小波分析 Hilbert變換 Labview 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景及研究目的9-10
• 1.1.1 課題來源10
• 1.2 滾動軸承故障診斷國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.1 國外滾動軸承故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)滾動軸承故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀11
• 1.3 軸承故障診斷的技術(shù)難點(diǎn)及趨勢展望11-12
• 1.3.1 軸承故障診斷的主要問題11-12
• 1.3.2 軸承故障診斷的趨勢展望12
• 1.4 軸承故障診斷的流程12-13
• 1.5 本文主要內(nèi)容13-15
• 2 滾動軸承故障特征分析15-23
• 2.1 滾動軸承的失效形式[31]15-17
• 2.1.1 滾動軸承的磨損失效15-16
• 2.1.2 滾動軸承的疲勞失效16
• 2.1.3 滾動軸承的腐蝕失效16
• 2.1.4 滾動軸承的壓痕失效16
• 2.1.5 滾動軸承的斷裂失效16-17
• 2.1.6 滾動軸承的膠合失效17
• 2.2 滾動軸承的振動機(jī)理17
• 2.3 滾動軸承故障的振動診斷17-21
• 2.3.1 低頻段的旋轉(zhuǎn)特征頻率18-19
• 2.3.2 高頻段的固有振動頻率19-20
• 2.3.3 滾動軸承有異常時(shí)的振動特性20-21
• 2.4 本章總結(jié)21-23
• 3 故障信號的特征提取方法23-41
• 3.1 模擬信號和數(shù)字信號23-24
• 3.2 采樣問題24-25
• 3.3 信號的時(shí)域分析25-29
• 3.3.1 信號的預(yù)處理25-26
• 3.3.2 信號的時(shí)域分析26-29
• 3.4 信號的頻譜分析29-33
• 3.4.1 從傅里葉變換到小波分析29-30
• 3.4.2 小波分析理論30-31
• 3.4.3 連續(xù)小波變換31-32
• 3.4.4 離散小波變換32-33
• 3.5 Hilbert包絡(luò)分析33-35
• 3.5.1 包絡(luò)分析技術(shù)33-34
• 3.5.2 Hilbert解調(diào)原理34-35
• 3.6 小波分析在故障診斷中的應(yīng)用35-39
• 3.6.1 提取信號中某一頻率區(qū)間的信號35-36
• 3.6.2 對信號進(jìn)行降噪處理36-38
• 3.6.3 對突變信號進(jìn)行檢測38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-41
• 4 實(shí)時(shí)監(jiān)測及診斷系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)41-61
• 4.1 虛擬儀器技術(shù)41-43
• 4.1.1 虛擬儀器概念41
• 4.1.2 Labview簡介41-43
• 4.2 系統(tǒng)硬件配置43-46
• 4.2.1 傳感器結(jié)構(gòu)43-44
• 4.2.2 傳感器的安裝44
• 4.2.3 信號調(diào)理器44-45
• 4.2.4 數(shù)據(jù)采集板卡45-46
• 4.2.5 PC機(jī)46
• 4.3 實(shí)時(shí)監(jiān)測與診斷系統(tǒng)發(fā)展歷程46-48
• 4.4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)48-49
• 4.5 實(shí)時(shí)監(jiān)測及診斷分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)49-59
• 4.5.1 用戶管理登陸模塊49-51
• 4.5.2 主界面51-52
• 4.5.3 數(shù)據(jù)采集及存儲52-53
• 4.5.4 時(shí)域分析模塊53-54
• 4.5.5 小波分析模塊54-56
• 4.5.6 Hilbert模塊56-57
• 4.5.7 報(bào)表生成57-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 5 小波分析和Hilbert分析在滾動軸承故障診斷中應(yīng)用61-69
• 5.1 滾動軸承故障診斷機(jī)理61-62
• 5.2 滾動軸承故障診斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)62-64
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)對象63
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備63
• 5.2.3 傳感器的選擇和安裝63-64
• 5.2.4 實(shí)驗(yàn)裝置64
• 5.2.5 測試系統(tǒng)64
• 5.3 滾動軸承故障數(shù)據(jù)采集64-65
• 5.4 數(shù)據(jù)分析與故障診斷65-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 6 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1094300