以振動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)的數(shù)字信號(hào)處理方法對(duì)滾動(dòng)軸承壽命預(yù)測(cè)的研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承在實(shí)際生產(chǎn)中具有普遍的應(yīng)用，作為化工旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要組成，它的運(yùn)行狀況直接影響整個(gè)系統(tǒng)的功能。所以，滾動(dòng)軸承的壽命預(yù)測(cè)具有重要意義。本文以包涵滾動(dòng)軸承特征信息豐富的振動(dòng)信號(hào)為研究對(duì)象，通過滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理的解釋和說明，揭示軸承振動(dòng)特征隨退化趨勢(shì)的演變規(guī)律，通過對(duì)滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的處理，提取滾動(dòng)軸承衰退性能指標(biāo)，然后基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的壽命預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承壽命的預(yù)測(cè)。這對(duì)于滾動(dòng)軸承建立使用壽命的評(píng)估準(zhǔn)則，提高設(shè)備與機(jī)械的使用性能都具

2、有重要的意義。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、從振動(dòng)信號(hào)幅值、頻率、能量變化等角度研究軸承全壽命周期的退化特點(diǎn)，得到全壽命周期內(nèi)特征參數(shù)的變化情況，從而對(duì)從不同角度出發(fā)的特征參數(shù)在滾動(dòng)軸承全壽命周期內(nèi)的衰退性能表現(xiàn)力進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果顯示雖然峭度、均方根、重心頻率、頻率方差、以及經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的IMF各分量能量能夠相對(duì)較好反映軸承的退化狀態(tài)，但由于選定單一的特征參數(shù)作為衰退性能的表征量，常常無法兼顧靈敏性和穩(wěn)定性，并且單一的特

3、征參數(shù)通常只針對(duì)一種缺陷或者故障有效。在實(shí)際運(yùn)行中，由于軸承工作的復(fù)雜性和多變性，僅依靠某一域中的單一特征參數(shù)作為衰退性能指標(biāo)無法有效表征。
　　2、針對(duì)衰退性能指標(biāo)難構(gòu)建的問題，首先利用SPSS軟件對(duì)峭度、均方根、重心頻率、頻率方差、以及經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的IMF前四個(gè)分量能量進(jìn)行相關(guān)性分析，得到這些的特征參數(shù)具有相關(guān)性的結(jié)論，說明這些特征參數(shù)能夠不同程度的反映軸承退化狀態(tài)，因而進(jìn)一步利用主成分分析法將這些時(shí)域、頻域和時(shí)頻域中對(duì)退

4、化狀態(tài)能夠相對(duì)較好表征的特征參數(shù)融合，建立PCA模型。將不同故障程度的數(shù)據(jù)作為檢測(cè)數(shù)據(jù)帶入模型，驗(yàn)證模型的有效性，從而建立了基于第一主元的衰退性能指標(biāo)。
　　3、根據(jù)可靠性分析及威布爾分布下的比例故障率函數(shù)的表達(dá)形式，以軸承的衰退性能指標(biāo)和其過程變化因子作為比例故障率函數(shù)中的協(xié)變量，建立軸承運(yùn)行狀態(tài)與剩余壽命的關(guān)系，通過曲線擬合，得到剩余壽命曲線。最后利用實(shí)際軸承全壽命周期的性能退化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證，證明了該方法的有