滾動軸承是各種旋轉(zhuǎn)機械中應用最廣泛的一種通用機械部件,其運行狀態(tài)是否正常直接影響到整個設(shè)備的性能好壞。因此,對滾動軸承故障診斷技術(shù),尤其是早期故障診斷技術(shù)的研究具有十分重大的意義。本文以滾動軸承故障診斷為研究目的,初步開發(fā)了一套虛擬儀器系統(tǒng),通過對滾動軸承振動和噪聲信號的分析,達到診斷滾動軸承的各種故障,從而進一步指導解決軸承生產(chǎn)過程中的缺陷,從本質(zhì)上改善我國軸承行業(yè)的生產(chǎn)水平。 本文的主要研究內(nèi)容如下: (1)系統(tǒng)分析了滾動軸承振動和噪聲具有極其密切的關(guān)系,指出國內(nèi)主要軸承振動測量儀的測量值(有效值)與“異音”的相關(guān)性不大,提出必須增加其它的特征參數(shù)來反映滾動軸承的異音水平;并從語音信號處理和心理聲學的概念和方法對異音進行了初步研究。 (2)分別從時域和頻域的角度分析了滾動軸承的振動信號,提出了反映滾動軸承振動水平和噪聲水平的各種特征參數(shù)。 (3)指出共振解調(diào)技術(shù)是診斷滾動軸承故障的一種有效方法,并引入了一種新的優(yōu)化解調(diào)算法模型——能量算子優(yōu)化解調(diào)算法;通過仿真實驗與希爾伯特解調(diào)法進行了對比研究。 (4)以LabView為編程語言,初步開發(fā)了一套虛擬儀器系統(tǒng),主要由數(shù)據(jù)采集記錄儀、實時分析儀和頻譜分析儀三個虛擬儀器組成。 最后,通過實驗驗證了基于優(yōu)化能量算子法的共振解調(diào)技術(shù)在滾動軸承故障診斷中是非常有效的,而峰值因子、脈沖因子和峭度等特征參數(shù)均在不同程度上對異音敏感,可以用來初步評價滾動軸承的異音水平。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2004
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

重慶大學碩士學位論文損類故障來說，在正常使用情況下，滾動軸承工作表面磨損故障經(jīng)歷時間較長漸變性故障。軸承表面磨損后產(chǎn)生的振動同正常軸承的振動具有相同的兩者的波形都是無規(guī)則的，隨機性較強。但磨損后振動水平（幅值）明軸承，這就是磨損類故障引起的振動信號的基本特點。

圖 2.4 滾動軸承振動和噪聲的關(guān)系Figure 2.4 Relation between vibration and noise of rolling bearing滾動軸承振動由軸承裝配和使用所引起的振動由軸承制造引起的振動軸承彈性特別振動工作表面波特別振動保持架振動傷痕振動塵埃振動徑向振動軸座諧振振動軸承架諧振聲蜂鳴聲塵埃聲傷痕聲保持架有軸承制造引起的噪聲有軸承安裝和使用引起的噪聲有軸承裝配不當引起的噪聲

導致噪聲測量條件太苛刻。為了避免外界聲音的干擾影響，必須在聲實驗室內(nèi)進行測量，噪聲實驗室背景噪聲要求低于 20dB。為此，噪聲實驗室四壁、天花板等均需用特殊材料和特殊結(jié)構(gòu)制成。建造這樣一個實驗室需要花費 —75 萬元，顯然多數(shù)廠家難以承受。更重要的是不可能把這樣的實驗室搬到車間工序間去控制產(chǎn)品質(zhì)量。因此用這種方法解決通用軸承“異常聲”問題不現(xiàn)實。2.5.2 異音的數(shù)學模型[29][30]對使用來講，異音是有害的；但對故障診斷來講，由于異音提供了故障信息卻是有用的。我們只有深入研究異音，才能充分利用異音，消除異音。我們將異音作為一種短促聲音信號，利用語音信號處理和心理聲學的概念方法進行研究，力求在表象上對異音作全面的評估。圖 2.6 是某國產(chǎn)軸承的振動信號的時域曲線( )x t，根據(jù)經(jīng)驗，可以判斷曲線的若干峰值就是異音的反映。圖 2.7 是對應的功率譜曲線，圖中很難判斷出是否存在瞬態(tài)的異音。原因在功率譜是一種時域上全局平均的數(shù)據(jù)處理方法，而異音是瞬態(tài)過程。為此，應用短時傅立葉變換對時域曲線進行時間-頻率分析。
【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前6條

1 王丹;基于能量算子的測井信號波至點檢測研究[D];西南交通大學;2011年

2 張明珠;基于原子庫優(yōu)化的測井聲波信號分離研究[D];西南交通大學;2011年

3 劉華;基于復小波的共振解調(diào)在滾動軸承故障診斷中的應用研究[D];太原理工大學;2008年

4 陳曉蕓;基于能量算子和粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水輪發(fā)電機組振動故障診斷研究[D];西安理工大學;2009年

5 尹煥;基于ISOMAP的機械故障診斷方法研究與應用[D];華南理工大學;2012年

6 宋曉美;滾動軸承在線監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];華北電力大學;2012年

本文編號：2854642