本文關(guān)鍵詞：基于信號(hào)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法及其在滾動(dòng)軸承故障診斷中的研究應(yīng)用

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【摘要】：在基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障診斷方法中,數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)因其具有非常好的故障特征提取能力而受到了越來越多的重視,它通過采用合適的結(jié)構(gòu)元素和相應(yīng)的形態(tài)運(yùn)算可實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承故障特征的有效提取。因此本文以數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)為基礎(chǔ),通過探究結(jié)構(gòu)元素對(duì)滾動(dòng)軸承故障特征提取效果的影響后,構(gòu)造了一類基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素,并根據(jù)不同類型的滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)來對(duì)該類結(jié)構(gòu)元素的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。相應(yīng)的研究?jī)?nèi)容如下： 1)分析了結(jié)構(gòu)元素對(duì)滾動(dòng)軸承故障特征提取效果的影響。由于結(jié)構(gòu)元素對(duì)故障特征的提取具有決定性的影響,因此本文探討了不同形狀、不同高度及不同長(zhǎng)度的結(jié)構(gòu)元素對(duì)滾動(dòng)軸承故障特征提取效果的影響。分析結(jié)果表明只有當(dāng)結(jié)構(gòu)元素的幾何特征與故障信號(hào)的幾何特征相似時(shí),相應(yīng)的故障信息才能被有效的提取出來。 2)構(gòu)建了一類基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素。由于不同類型的滾動(dòng)軸承故障信號(hào)具有不同的特征,因此在對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行特征提取時(shí),所用結(jié)構(gòu)元素也應(yīng)與故障信號(hào)相互對(duì)應(yīng)。為此本文提出了一類基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素,該類結(jié)構(gòu)元素可由振動(dòng)信號(hào)幅值大小的統(tǒng)計(jì)分布計(jì)算得到,因此在幾何特征方面它們與相應(yīng)信號(hào)的相似度高且相互對(duì)應(yīng)。 3)驗(yàn)證了基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素在滾動(dòng)軸承故障特征提取方面的有效性。一系列實(shí)際滾動(dòng)軸承的故障診斷結(jié)果表明,基于該結(jié)構(gòu)元素的故障診斷方法可以準(zhǔn)確的診斷出滾動(dòng)軸承的各類故障；對(duì)于傳統(tǒng)包絡(luò)分析方法難以診斷的滾動(dòng)體故障,本方法也能給出正確的診斷結(jié)果；另外本方法在一定程度上可以識(shí)別出滾動(dòng)軸承的故障損傷程度及外圈故障的位置；在強(qiáng)背景噪聲的情況下,本方法依然具有較高的故障辨識(shí)能力。因此證明了基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素可以準(zhǔn)確、有效而充分的提取出不同類型的滾動(dòng)軸承故障特征信息。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素 相關(guān)分析 特征提取 故障診斷 滾動(dòng)軸承 信號(hào)處理
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-16
• 第一章 緒論16-28
• 1.1 化工旋轉(zhuǎn)設(shè)備故障診斷的背景和意義16-17
• 1.2 旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)17-18
• 1.3 滾動(dòng)軸承的故障診斷18-21
• 1.3.1 滾動(dòng)軸承故障診斷的重要性18
• 1.3.2 滾動(dòng)軸承的故障診斷技術(shù)18-21
• 1.4 基于振動(dòng)信號(hào)的滾動(dòng)軸承故障特征提取21-24
• 1.4.1 基于時(shí)域的故障特征提取21-22
• 1.4.2 基于頻域的故障特征提取22-23
• 1.4.3 基于時(shí)頻分析的故障特征提取23-24
• 1.5 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)及其在滾動(dòng)軸承故障特征提取中的應(yīng)用24-26
• 1.5.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)及其在滾動(dòng)軸承故障特征提取中的應(yīng)用24-25
• 1.5.2 結(jié)構(gòu)元素對(duì)故障特征提取的影響25-26
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)26-28
• 1.6.1 本文的主要研究?jī)?nèi)容26
• 1.6.2 本文的主要結(jié)構(gòu)26-28
• 第二章 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)、故障及其數(shù)據(jù)來源28-40
• 2.1 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)28
• 2.2 滾動(dòng)軸承故障的主要形式、原因及可能導(dǎo)致的后果28-30
• 2.3 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理30-31
• 2.4 滾動(dòng)軸承的固有頻率及故障特征頻率31-34
• 2.4.1 滾動(dòng)軸承的固有頻率31-32
• 2.4.2 滾動(dòng)軸承的故障特征頻率32-34
• 2.5 滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)采集試驗(yàn)34-37
• 2.5.1 試驗(yàn)裝置及振動(dòng)信號(hào)采集34-35
• 2.5.2 滾動(dòng)軸承參數(shù)介紹35-36
• 2.5.3 滾動(dòng)軸承的故障類型36-37
• 2.6 本章小結(jié)37-40
• 第三章 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)及基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素40-52
• 3.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本運(yùn)算及Flat結(jié)構(gòu)元素40-44
• 3.1.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本運(yùn)算40-42
• 3.1.2 Flat結(jié)構(gòu)元素42-44
• 3.2 基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素44-48
• 3.2.1 基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素的創(chuàng)建44-46
• 3.2.2 基于信號(hào)的三角形結(jié)構(gòu)元素的特征提取效果分析46-48
• 3.3 基于形態(tài)頻譜相關(guān)分析的滾動(dòng)軸承故障診斷方法48-50
• 3.3.1 相關(guān)分析48
• 3.3.2 基于形態(tài)頻譜相關(guān)分析的故障診斷方法48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 基于信號(hào)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用實(shí)例52-72
• 4.1 滾動(dòng)軸承振動(dòng)數(shù)據(jù)說明52-53
• 4.2 基于包絡(luò)分析的滾動(dòng)軸承故障診斷53-56
• 4.3 基于形態(tài)頻譜相關(guān)分析的滾動(dòng)軸承故障診斷結(jié)果56-71
• 4.3.1 正常滾動(dòng)軸承的診斷結(jié)果56-57
• 4.3.2 損傷直徑為0.178mm的滾動(dòng)軸承故障診斷結(jié)果57-61
• 4.3.2.1 內(nèi)圈故障診斷結(jié)果57-58
• 4.3.2.2 滾動(dòng)體故障診斷結(jié)果58-59
• 4.3.2.3 外圈故障診斷結(jié)果59-61
• 4.3.3 損傷直徑為0.533mm的滾動(dòng)軸承故障診斷結(jié)果61-65
• 4.3.3.1 內(nèi)圈故障診斷結(jié)果61-62
• 4.3.3.2 滾動(dòng)體故障診斷結(jié)果62-63
• 4.3.3.3 外圈故障診斷結(jié)果63-65
• 4.3.4 滾動(dòng)軸承故障損傷程度的診斷結(jié)果65-68
• 4.3.5 高背景噪聲情況下的滾動(dòng)軸承故障診斷68-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80-82
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介82-83
• 附件83-84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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3 賈軍峰;楊國(guó)安;李新華;吳振生;;基于小波包和包絡(luò)分析的滾動(dòng)軸承故障自動(dòng)診斷方法[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2006年05期

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5 陳昌斌;;機(jī)械設(shè)備故障檢測(cè)診斷技術(shù)概述[J];中國(guó)水運(yùn)(下半月);2009年02期

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本文編號(hào)：676975