本文關(guān)鍵詞：基于故障特征頻率的階比分析及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動(dòng)軸承由于具有效率高、摩擦阻力小、裝配方便、潤滑容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn),在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用,是機(jī)械設(shè)備,特別是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心組成部件。但滾動(dòng)軸承工作環(huán)境惡劣,負(fù)載變化復(fù)雜,所以故障率較高。因此,研究滾動(dòng)軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù),對(duì)于保障機(jī)械設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。 滾動(dòng)軸承的狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷有兩個(gè)主要特點(diǎn)：一是滾動(dòng)軸承經(jīng)常處于負(fù)載和轉(zhuǎn)速變化的工況下,產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)通常是非平穩(wěn)信號(hào)；二是滾動(dòng)軸承故障信號(hào)調(diào)制頻率較多,難以提取和識(shí)別。本文在國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目“大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷技術(shù)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2009AA04Z414)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“多尺度線調(diào)頻基稀疏信號(hào)分解方法及其在機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用研究”(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：50875078)資助下,研究了非平穩(wěn)轉(zhuǎn)速下滾動(dòng)軸承的故障診斷方法,根據(jù)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和故障信號(hào)特點(diǎn),研究了基于故障特征頻率的階比分析方法,并將其應(yīng)用于變轉(zhuǎn)速工況下滾動(dòng)軸承的故障診斷。本文的主要研究工作有 (1)介紹了滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的發(fā)展概況和目前主要采用的方法,重點(diǎn)介紹了階比跟蹤算法。 (2)介紹了包絡(luò)解調(diào)、基于多尺度線調(diào)頻基的稀疏信號(hào)分解方法和階比分析方法等信號(hào)處理方法,并將這些方法有機(jī)結(jié)合,針對(duì)滾動(dòng)軸承故障信號(hào)特點(diǎn),提出了基于故障特征頻率的階比分析方法。 (3)針對(duì)滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)信號(hào)的包絡(luò)集中攜帶了故障信息這一特點(diǎn),提出了基于故障特征頻率的包絡(luò)階次譜方法。該方法可以有效地提取出故障振動(dòng)信號(hào)包絡(luò)中的故障特征頻率,利用該故障特征頻率可將包絡(luò)信號(hào)平穩(wěn)化,再進(jìn)行FFT變換得到包絡(luò)譜,可有效診斷變轉(zhuǎn)速工況下的滾動(dòng)軸承故障。 (4)針對(duì)變轉(zhuǎn)速工況下滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)信號(hào)的包絡(luò)中包含了故障特征頻率的一簇諧波這一特點(diǎn),提出了基于故障特征頻率的滾動(dòng)軸承分量信號(hào)階比分析方法。該方法可以有效地提取出故障振動(dòng)信號(hào)包絡(luò)中的故障特征頻率及其諧波成分,利用故障特征頻率對(duì)分量信號(hào)和進(jìn)行階比分析,可有效診斷變轉(zhuǎn)速工況下的滾動(dòng)軸承故障,且這一診斷方法抗噪性強(qiáng),分量信號(hào)識(shí)別效果好。 (5)針對(duì)滾動(dòng)軸承出現(xiàn)故障時(shí),其產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的非線性、非高斯性和非平穩(wěn)性特征等特點(diǎn),提出了一種基于故障特征頻率的階比雙譜方法,并將其應(yīng)用于變轉(zhuǎn)速工況下的滾動(dòng)軸承故障診斷。該方法能有效提取變轉(zhuǎn)速工況下滾動(dòng)軸承的故障特征頻率,突出故障特征。 本文根據(jù)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和故障信號(hào)特點(diǎn),研究提出了基于故障特征頻率的階比分析方法,并在此基礎(chǔ)上,針對(duì)滾動(dòng)軸承故障信號(hào)的具體特征,提出了基于故障特征頻率的包絡(luò)階次譜方法、分量信號(hào)階比分析方法和階比雙譜方法。仿真分析和診斷實(shí)例表明,這些方法能有效應(yīng)用于變轉(zhuǎn)速工況下滾動(dòng)軸承的故障診斷。
【關(guān)鍵詞】：滾動(dòng)軸承 故障特征頻率 包絡(luò)解調(diào) 稀疏信號(hào)分解 階比分析 雙譜分析 故障診斷
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH165.3;TH133.33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 插圖索引11-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)發(fā)展綜述14-15
• 1.3 滾動(dòng)軸承故障的振動(dòng)信號(hào)分析方法15-19
• 1.3.1 時(shí)域分析方法15-16
• 1.3.2 頻域分析方法16
• 1.3.3 時(shí)頻聯(lián)合域分析方法16-19
• 1.4 階比跟蹤算法發(fā)展概況19-22
• 1.4.1 傳統(tǒng)階比跟蹤算法20
• 1.4.2 現(xiàn)代階比跟蹤算法20-21
• 1.4.3 階比跟蹤算法比較及存在的問題21-22
• 1.5 論文研究思路及內(nèi)容安排22-25
• 1.5.1 論文的研究思路22-23
• 1.5.2 論文的內(nèi)容安排23-25
• 第2章 基于故障特征頻率的階比分析方法25-36
• 2.1 滾動(dòng)軸承的故障特征頻率26-27
• 2.2 基于多尺度線調(diào)頻基的稀疏信號(hào)分解方法27-31
• 2.2.1 算法介紹28-29
• 2.2.2 多分量非平穩(wěn)信號(hào)仿真分析29-31
• 2.3 階比分析31-34
• 2.3.1 階比的定義32
• 2.3.2 時(shí)頻分析階比跟蹤的實(shí)現(xiàn)32-34
• 2.4 基于故障特征頻率的階比分析方法34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 基于故障特征頻率的包絡(luò)階次譜方法36-51
• 3.1 信號(hào)的包絡(luò)解調(diào)36-41
• 3.1.1 滾動(dòng)軸承故障振動(dòng)信號(hào)的特征36-37
• 3.1.2 包絡(luò)分析原理37-38
• 3.1.3 Hilbert包絡(luò)解調(diào)方法38-41
• 3.2 基于故障特征頻率的包絡(luò)階次譜方法41-42
• 3.3 仿真信號(hào)分析42-45
• 3.4 滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)例45-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 基于故障特征頻率的分量信號(hào)階比分析51-59
• 4.1 滾動(dòng)軸承故障診斷的分量信號(hào)階比分析原理51-53
• 4.2 仿真信號(hào)分析53-54
• 4.3 滾動(dòng)軸承故障診斷實(shí)例54-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第5章 基于故障特征頻率的階比雙譜方法59-69
• 5.1 階比雙譜60-61
• 5.1.1 雙譜分析60
• 5.1.2 階比雙譜的定義60-61
• 5.2 基于故障特征頻率的階比雙譜方法61-63
• 5.3 仿真分析63-64
• 5.4 OBBF方法在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用實(shí)例64-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表和錄用的論文目錄77

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于故障特征頻率的階比分析及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：401974