基于HHT和分形的滾動軸承故障診斷及預測研究.pdf

1、卒話義亍沙J7牟歹月黲：j封l螋鼎磐掣分類號UDC密級學號0908020220澎拐參ZI多矢事碩士學位論文學科門類：王堂學科名稱：狃越電王王猩指導教師：至凱；副麴握申請日期：圣Q里圣生圣旦摘要論文題目：學科專業(yè)：研究生：指導教師：基于HHT和分形的滾動軸承故障診斷及預測研究機械電子工程任文濤王凱副教授摘要簽名：簽名：滾動軸承廣泛地應用于旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備。因軸承損傷性故障而引起的重大事故屢有發(fā)生，因此對滾動軸承的運行狀態(tài)實行有效地監(jiān)測和故障診

2、斷是非常必要的。滾動軸承故障診斷技術(shù)的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文介紹了滾動軸承故障診斷的基本內(nèi)容及當前研究狀況，在分析傳統(tǒng)滾動軸承的監(jiān)測和診斷方法的基礎(chǔ)之上，以希爾伯特黃變換(HHT)的時頻分析方法和分形理論為切入點對滾動軸承的故障診斷及預測展開研究。介紹了HHT變換的基本算法及經(jīng)驗模態(tài)分解過程中所存在的端點效應問題，采用了基于鏡像閉合延拓和波形匹配延拓的方法對ttttT變換過程中所出現(xiàn)的端點效應進行抑制，該方法兼顧了信號的內(nèi)在特

3、性以及端點處的變化趨勢，將這兩種方法應用于仿真信號中，表明該方法可有效地抑制端點效應現(xiàn)象。介紹了滾動軸承的振動機理及常見的失效形式、固有頻率與故障特征頻率的計算方法和實驗裝置及原理。再利用HHT的時頻分析方法對兩種工況下滾動軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體故障信號進行分析和診斷，發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果與理論計算的故障特征頻率基本吻合，達到了較好的效果。最后，通過Labview和Matlab兩個軟件的混合編程，建立了滾動軸承故障信號分析軟件系統(tǒng)。針對滾動軸

4、承振動信號的特點，從信號的分形特征出發(fā)，利用分形維數(shù)，對滾動軸承的正常信號和故障信號分別進行分形特征的定量描述。研究表明，滾動軸承不同的故障，其所對應的分形維數(shù)明顯不同。因此，可以使用分形維數(shù)(盒維數(shù)和關(guān)聯(lián)維數(shù))實現(xiàn)對滾動軸承故障的辨別。由于滾動軸承的振動信號具有分形特征，且分形理論中的Hurst指數(shù)和R／S分析法已有學者在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)誤差預測過程中達到了較好的預測效果，本文便將Hurst指數(shù)和R／S分析法應用到滾動軸承故障分析中，通過對四