列車(chē)滾動(dòng)軸承性能退化評(píng)估方法研究.pdf

1、近年來(lái)，軌道交通憑借運(yùn)力大、速度快、安全高效、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，在我國(guó)乃至世界范圍的綜合運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。滾動(dòng)軸承作為列車(chē)的關(guān)鍵旋轉(zhuǎn)部件，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響著整個(gè)列車(chē)的行車(chē)安全。而滾動(dòng)軸承從正常到失效往往要經(jīng)歷一個(gè)連續(xù)的退化過(guò)程，因此，在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)軸承性能退化程度的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，對(duì)有針對(duì)性的制定部件維修計(jì)劃，防止事故的發(fā)生有重要意義。本文基于上述主動(dòng)設(shè)備維護(hù)的思想對(duì)列車(chē)滾動(dòng)軸承性能退化在線評(píng)估進(jìn)行了如下系統(tǒng)的研究

2、工作:
　　1.在認(rèn)真梳理了列車(chē)滾動(dòng)軸承的構(gòu)造、退化模式及常用信號(hào)處理方法的基礎(chǔ)上，充分借鑒了相關(guān)領(lǐng)域的研究成果，系統(tǒng)的提出了針對(duì)數(shù)據(jù)不同完備情況的列車(chē)滾動(dòng)軸承性能退化的在線評(píng)估方法。
　　2.針對(duì)所提取的特征向量需充分描述滾動(dòng)軸承所處退化狀態(tài)這一難點(diǎn)，本文應(yīng)用局部均值分解方法將所采集到的振動(dòng)加速度信號(hào)進(jìn)行分解，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)局部均值分解方法比常用的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方法分解效率更高，辨識(shí)效果更佳;其次，對(duì)分解后的各分量從時(shí)域方面進(jìn)

3、行多特征提取;最后應(yīng)用主成分分析方法對(duì)各分量的所提取的特征指標(biāo)進(jìn)行降維和融合，將得到的主元作為最終的特征指標(biāo)。
　　3.針對(duì)列車(chē)滾動(dòng)軸承數(shù)據(jù)不完備情況，提出了基于支持向量數(shù)據(jù)描述的軸承性能退化在線評(píng)估方法，并進(jìn)行了自適應(yīng)報(bào)警閾值的設(shè)定。該方法僅通過(guò)將滾動(dòng)軸承正常運(yùn)行時(shí)的特征數(shù)據(jù)作為輸入，訓(xùn)練支持向量數(shù)據(jù)描述得到特征空間的最小容積的超球體，進(jìn)而根據(jù)軸承待測(cè)狀態(tài)的特征值到超球體球心的距離值量化滾動(dòng)軸承的退化程度。在此過(guò)程中利用基于相似

4、度權(quán)重動(dòng)態(tài)調(diào)整的粒子群算法對(duì)支持向量數(shù)據(jù)描述建模中涉及到的核參數(shù)及懲罰值進(jìn)行了選取。通過(guò)利用兩個(gè)滾動(dòng)軸承的實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)上述方法進(jìn)行了測(cè)試，證實(shí)該方法能在數(shù)據(jù)不完備狀況下準(zhǔn)確識(shí)別軸承的性能狀態(tài)變化，并及時(shí)作出報(bào)警。
　　4.針對(duì)列車(chē)滾動(dòng)軸承數(shù)據(jù)完備的情況，首次提出了分段投票思想，并將其與最小二乘支持向量機(jī)及最小二乘支持向量回歸結(jié)合，進(jìn)行了軸承退化模式在線識(shí)別、性能退化評(píng)估及剩余壽命預(yù)測(cè)。通過(guò)軸承的全壽命特征數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證，證實(shí)將傳