滚动轴承在非稳定运行过程中的故障特征表现和诊断方法研究

发布时间：2017-08-24 02:18

  本文关键词：滚动轴承在非稳定运行过程中的故障特征表现和诊断方法研究

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【摘要】：旋转机械并非都工作在转速不变的工况下，比如说转炉的倾动机构和轧机的传动机构，此时传统的故障诊断方法并不实用，不能进行有效的诊断，如果能够对旋转机械升降速工况中的振动信息进行有效分析，，则对故障诊断具有独特的价值。而滚动轴承又是众多旋转机械装置中不可或缺的零部件之一，所以对变速工况下的滚动轴承做行之有效的故障诊断具有重大意义。然而在变速工况下运行的滚动轴承的故障信息是一种具非稳定性特点的信息，如果直接采用传统的FFT分析就会出现严重的“频率混叠”现象，难以提取故障特征。随着计算技术的不断发展，近年来出现的计算阶比跟踪技术对这一问题做了有效的解决。其通过用转速脉冲信号对时域振动信号进行角域重采样，实现了时域非平稳信号向角域平稳信号的转化，这样就将非平稳信号过渡到了平稳信号，然后再进行分析，因此本文的研究内容如下： 首先，分析了滚动轴承的故障类型、振动机理及其频率特征； 其次，通过仿真信号实例说明了升速过程信号的“频率模糊”现象，并且应用计算阶比跟踪理论有效的解决此问题； 最后，以计算阶比跟踪理论为基础，通过与其他诊断方法进行结合，对滚动轴承的故障信号进行深入的研究。通过仿真信号和实验案例两个方面对所提出的理论进行了论证。 本文基于振动信号测试，主要应用计算阶比跟踪基础理论，并结合EEMD方法、小波包方法以及能量阶次谱和包络阶次谱等方法，对滚动轴承变速过程中的故障信号进行深入的研究，经过一系列实验验证和对比分析，结果准确且具有一定的实用性，表明本文提出方法的有效性，进而能够对滚动轴承变速过程的故障问题做出诊断。
【关键词】：滚动轴承 计算阶比跟踪 阶次谱 故障诊断
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH165.3;TH133.33
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 研究的背景7-8
• 1.2 研究的目的和意义8-9
• 1.3 国内外研究现状9-13
• 1.3.1 硬件式阶比跟踪技术10
• 1.3.2 计算阶比跟踪技术10-11
• 1.3.3 基于无转速计的阶比跟踪技术11-12
• 1.3.4 基于 VoldKalman 跟踪滤波器的时域阶比跟踪技术12
• 1.3.5 基于时频变换的时频域阶比跟踪技术12-13
• 1.4 课题的主要内容安排和结构规划13-14
• 2 滚动轴承的故障特征表现及振动信号的获取14-25
• 2.1 滚动轴承的相关结构介绍14-15
• 2.2 滚动轴承的主要失效形式分类15-16
• 2.3 滚动轴承的故障类别分析16-19
• 2.3.1 滚动轴承不同故障类型的振动特性分析16-18
• 2.3.2 滚动轴承的故障特征频率分析18-19
• 2.4 振动信号的获取19-24
• 2.4.1 电测法19-20
• 2.4.2 传感器类型及选用和安装20-24
• 2.5 本章小结24-25
• 3 阶比分析25-32
• 3.1 阶比定义25
• 3.2 阶比谱原理25-26
• 3.3 计算阶次跟踪法(Computed Order Tracking,简称 COT)26-28
• 3.4 仿真信号分析28-31
• 3.5 本章小结31-32
• 4.基于阶次跟踪和小波包分析相结合的滚动轴承升速过程的故障诊断方法研究32-44
• 4.1 小波包分析32-35
• 4.1.1 小波包定义33-34
• 4.1.2 小波包空间分解34-35
• 4.2 滚动轴承故障试验台数据采集35-39
• 4.3 阶次跟踪和小波包分析相结合对滚动轴承故障信号的检测39-43
• 4.3.1 信号仿真分析40-41
• 4.3.2 实验案例分析41-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 基于阶次跟踪和总体经验模式分解相结合的滚动轴承升速过程的故障诊断研究44-51
• 5.1 EEMD 基本原理44-45
• 5.2 峭度与相关性45-46
• 5.2.1 峭度45-46
• 5.2.2 相关性46
• 5.3 阶次跟踪和 EEMD 分解相结合的方式对滚动轴承故障诊断46-50
• 5.3.1 滚动轴承故障信号分析的具体步骤：46-47
• 5.3.2 实验案例分析47-50
• 5.4 本章小结50-51
• 6 基于阶次跟踪和能量及包络阶次谱相结合的故障诊断研究51-56
• 6.1 包络阶次谱分析原理51-53
• 6.1.1 Hilbert 变换基本原理51-52
• 6.1.2 能量阶次谱分析52-53
• 6.2 利用阶次跟踪和包络阶次谱及能量阶次谱相结合对轴承进行故障诊断53-55
• 6.2.1 分析步骤53
• 6.2.2 实验案例分析53-55
• 6.3 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-63
• 附录 A 阶次跟踪主程序63-68
• 在校研究成果68-69
• 致谢69

【参考文献】

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1 张e

本文编号：728646