基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的滾動(dòng)軸承故障診斷及剩余壽命預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承是以透平機(jī)械為主的多數(shù)機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的一類零部件，但同時(shí)它也是其中最易損的一種零部件。傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承剩余壽命預(yù)測(cè)方法通常在振動(dòng)信號(hào)降噪后，提取時(shí)域或頻域某一特征評(píng)估軸承性能退化，建立模型預(yù)測(cè)剩余壽命。但由于單一域指標(biāo)難以全面表征軸承性能退化過(guò)程，模型建立過(guò)于簡(jiǎn)單，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，針對(duì)上述問(wèn)題，本文借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，研究了從多域提取軸承特征并進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，構(gòu)造一個(gè)新的性能退化評(píng)估指標(biāo)，在支持向量機(jī)的基礎(chǔ)上建立改

2、進(jìn)組合模型來(lái)進(jìn)行軸承剩余壽命預(yù)測(cè)。
　　首先，了解了滾動(dòng)軸承特征提取、故障診斷以及剩余壽命（P-F時(shí)間）預(yù)測(cè)的研究背景和意義，對(duì)信號(hào)降噪的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)與分析，在分析大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及其在故障診斷領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀的同時(shí)，歸納了滾動(dòng)軸承剩余壽命預(yù)測(cè)工作中存在的重點(diǎn)問(wèn)題和難點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)滾動(dòng)軸承性能狀態(tài)評(píng)估所需特征信息的提取方法進(jìn)行了研究，結(jié)合P-F曲線，深度分析了滾動(dòng)軸承的故障演化規(guī)律，研究其性能退化過(guò)程，準(zhǔn)確解讀了剩余壽命

3、的涵義，以便開(kāi)展后續(xù)研究工作;
　　其次，針對(duì)采集到的軸承振動(dòng)信號(hào)中包含大量噪聲而導(dǎo)致的診斷及壽命預(yù)測(cè)工作中結(jié)果出現(xiàn)較大偏差甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)診斷及壽命預(yù)測(cè)的情況，運(yùn)用了局部均值分解算法，并結(jié)合快速獨(dú)立成分分析方法對(duì)軸承振動(dòng)信號(hào)予以降噪處理，經(jīng)過(guò)仿真分析，驗(yàn)證了該方法的可行性，然后運(yùn)用實(shí)際工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，再次驗(yàn)證了該方法在信號(hào)降噪方面的有效性;并與常用的濾波器濾波方法的信號(hào)處理結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)本文提出的方法在處理軸承振動(dòng)信號(hào)降噪問(wèn)題時(shí)效

4、果更好;
　　然后，針對(duì)滾動(dòng)軸承剩余壽命預(yù)測(cè)工作中一個(gè)難點(diǎn)，即性能退化評(píng)估指標(biāo)難以構(gòu)建的問(wèn)題，提取了時(shí)域和頻域的特征指標(biāo)并形成特征集合，應(yīng)用核主成分分析方法對(duì)特征集合進(jìn)行加權(quán)分析運(yùn)算，提取了包含特征集合關(guān)鍵信息的核第一主成分作為軸承性能退化評(píng)估指標(biāo)，采用軸承全壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證該指標(biāo)對(duì)軸承性能退化的評(píng)估能力，對(duì)比發(fā)現(xiàn)該指標(biāo)既能良好體現(xiàn)軸承性能退化規(guī)律，又兼顧了良好的初期故障敏感性;
　　最后，針對(duì)傳統(tǒng)支持向量機(jī)在預(yù)測(cè)滾動(dòng)剩余壽