面向滾動(dòng)軸承的性能退化評(píng)估方法研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的安全、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是以設(shè)備及零部件的正常工作為基礎(chǔ)條件的。隨著工業(yè)與科技的發(fā)展壯大，旋轉(zhuǎn)設(shè)備朝著高速、重載、結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及環(huán)境惡劣等苛刻工作條件發(fā)展。這不但為各部件的生產(chǎn)、加工及工藝要求提出了重大挑戰(zhàn)，更為設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確地評(píng)估增大了難度。一旦對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的性能評(píng)估不準(zhǔn)確而延誤了有效停機(jī)時(shí)間，輕則造成經(jīng)濟(jì)損失，重則導(dǎo)致災(zāi)難性的人員傷亡并造成惡劣影響。因此，有效、及時(shí)、準(zhǔn)確地評(píng)判設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)視情維修的重要途徑。
　　性

2、能退化評(píng)估與傳統(tǒng)的故障診斷方法有所不同的在于它忽略了某時(shí)刻某類(lèi)故障的離散狀態(tài)，而是以設(shè)備全壽命性能狀態(tài)為研究對(duì)象，分析其與正常狀態(tài)的偏離程度、何時(shí)出現(xiàn)故障及失效點(diǎn)，即對(duì)設(shè)備衰退程度的定量化研究。本文以滾動(dòng)軸承為研究對(duì)象，以評(píng)估其性能退化程度為目標(biāo)，研究以下幾類(lèi)性能退化評(píng)估方法：
　　(1)考慮到信號(hào)中的非線性特征，研究以熵為滾動(dòng)軸承運(yùn)行振動(dòng)特征，并利用以樣本熵為基礎(chǔ)的不同時(shí)間尺度的多尺度熵來(lái)表征不同運(yùn)行狀態(tài)下滾動(dòng)軸承振動(dòng)信號(hào)的復(fù)雜

3、度，結(jié)合不同尺度熵值提出一個(gè)性能退化融合指標(biāo)，并通過(guò)軸承不同故障程度數(shù)據(jù)以及齒輪箱全壽命驗(yàn)證了該指標(biāo)的有效性；
　　(2)考慮到時(shí)域特征中原始信息豐富，研究以TESPAR(時(shí)間編碼信號(hào)處理與診斷)為振動(dòng)信號(hào)特征提取方法，提取TESPAR的兩類(lèi)時(shí)頻矩陣作為特征，以高斯混合模型構(gòu)建早期無(wú)故障樣本，求后期振動(dòng)信號(hào)特征與該模型之間的似然概率作為性能退化指標(biāo)，并以IMS(Intelligent Maintenance Systems)滾動(dòng)軸

4、承全壽命振動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證方法的有效性；
　　(3)考慮到故障程度與波形能量的關(guān)系，研究以第二代小波包為時(shí)頻分析工具，提取不同小波包頻帶能量為波形縱向特征，結(jié)合TESPAR特征作為波形橫向特征構(gòu)造特征集，并利用支持向量數(shù)據(jù)作為特征聚類(lèi)工具構(gòu)造早期無(wú)故障樣本超球面，求后期振動(dòng)信號(hào)特征集到超球面的馬氏距離作為性能退化評(píng)估指標(biāo)，并基于6205軸承搭建了一個(gè)滾動(dòng)軸承壽命疲勞實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以測(cè)得的信號(hào)作為以上方法的數(shù)據(jù)支撐，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)比較概率模型與