基于声发射技术的高速列车滚动轴承健康监测方法研究
发布时间：2021-01-22 18:23
高速动车组列车作为轨道交通运输的重要组成部分,运行速度可以达到350km/h。由于其运行的速度快,与普通列车相比,高速列车则承受更加复杂的载荷工况,因此,对列车各个部件的工作性能提出了更高的技术要求。轮轴与转向架构件之间的联接件轴承是传动的重要部件之一,轴承的运行状态直接影响列车的运营安全。在列车高速行驶过程中,如果不能够及时察觉轴承早期故障,将可能引发严重安全事故。因此,对滚动轴承运行状态进行实时动态监测在轨道交通领域中具有重要的应用价值。本文以高速列车的滚动轴承为研究对象,进行轴承声发射波形流信号的故障诊断理论基础研究与试验分析研究。首先对声发射波形流信号的故障特征提取进行研究,是建立在信号降噪预处理和信号包络提取上。根据声发射波形流信号的特点,本文提出参数优化的LMS自适应滤波技术对声发射波形流信号进行降噪处理,通过选取合适的参考目标信号,完成信号的自适应降噪,通过仿真信号处理分析,验证了该算法的有效性;然后对声发射波形流信号的包络提取进行研究,本文采用插值法对故障信号进行包络提取,又因为传统三次样条插值在包络拟合过程中存在超调问题,进而提出了一种细分算法对三次样条插值进行改进,...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１各方法对部件故障检测的灵敏程度??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ｍｅｔｈｏｄ?ｔｏ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｆａｕｌｔ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??
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?第二章高速列车滚动轴承声发射信号特征研究???第二章高速列车滚动轴承声发射信号特征研究??根据上一章对滚动轴承健康状态监测国内外研宄现状分析，可知滚动轴承的一个??突出特点是寿命离散性很大。随着列车运行速度的不断提升，安全问题显得更加重要，??轴承一旦有故障发生将可能导致严重的事故。而声发射技术是一种可以进行实时、动??态的在线监测，具有高频、高灵敏度的特点，十分适合高铁列车的滚动轴承的健康状??态监测。为研宄高速列车滚动轴承声发射故障特征的提取方法，本章主要研究滚动轴??承失效的主要形式及成因，阐述声发射信号产生机理、信号的特征以及声发射诊断原??理，最后分析声发射波形流信号的处理方法。??２．１滚动轴承故障分析的理论基础??２．１．１滚动轴承基本结构??滚动轴承是由内圈、外圈、滚动体及保持架４种元件组成的［５４］。铁路机车上滚动??轴承的标准装配是内圈与车轴过盈配合，并随着车轴做同速转动；外圈与轴承座相连，??是固定不动的；滚动体起传递轴向和径向载荷的作用。滚动轴承上内圈以及外圈上都??装有凹槽型的滚道，滚道有着使滚动轴承的接触应力变小而且防止轴承在轴向滑动；??保持架的作用是让滚动体在圆周上均匀分布，是为了防止滚动体脱落同时也可以减小??滚动体间的摩擦磨损图２－１为高速列车滚动轴承的典型结构示意图。??滚动体??外圈??图２－１滚动轴承基本结构示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｂａｓｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒｏｌｌｉｎｇ?ｂｅａｒｉｎｇ??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]滚动轴承声信号特征提取和诊断试验研究[J]. 余永增. 应用声学. 2018(06)
[2]基于EMD-ICA去噪的滚动轴承声发射实验研究[J]. 郭福平. 广东石油化工学院学报. 2018(01)
[3]基于局部均值分解和共振解调的滚动轴承故障诊断[J]. 王梦奇,马增强,王建东. 济南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]高速列车本构安全保障技术[J]. 丁叁叁. 机车电传动. 2017(06)
[5]EEMD-PE与M-RVM相结合的轴承故障诊断方法[J]. 刘晓东,刘朦月,陈寅生,朱文炜. 哈尔滨工业大学学报. 2017(09)
[6]CRH3C型动车组转向架轴箱轴承温度检测系统介绍[J]. 王士强. 内燃机与配件. 2017(19)
[7]小波包熵与多核学习在列车转向架轴承故障诊断中的应用[J]. 周彭滔,单奇,叶运广. 燕山大学学报. 2017(05)
[8]基于时域流形稀疏重构方法的滚动轴承故障特征增强研究[J]. 张文清,何清波,丁晓喜,韩杰,谢明伟. 振动与冲击. 2016(24)
[9]高速列车故障轴箱轴承的温度分布研究[J]. 汤武初,王敏杰,陈光东,孙玉超,许立. 铁道学报. 2016(07)
[10]高速铁路建设对我国铁路运输的影响[J]. 彭其渊,李建光,杨宇翔,文超. 西南交通大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]旋转机械故障信号分析及诊断技术研究[D]. 褚东亮.华北电力大学(北京) 2017
[2]高速列车传动系统可靠性分析与评估[D]. 赵聪聪.吉林大学 2016
[3]风力齿轮箱轴承故障的AE信号特征提取与诊断方法研究[D]. 韩龙.哈尔滨工业大学 2016
[4]滚动轴承振动信号特征提取及诊断方法研究[D]. 朱可恒.大连理工大学 2013
[5]强噪声背景下滚动轴承故障诊断的关键技术研究[D]. 侯者非.武汉理工大学 2010
[6]LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D]. 李宁.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]滚动轴承复合故障机理及振动模型研究[D]. 董振振.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于振动信号分析的滚动轴承故障诊断研究[D]. 张灏缤.辽宁科技大学 2015
[3]自适应滤波器中LMS算法的研究及应用[D]. 夏晓.北京邮电大学 2013
[4]自适应滤波算法的研究与应用[D]. 张会先.西安电子科技大学 2012
[5]自适应滤波器的研究及其在齿轮箱特征提取中的应用[D]. 张盈盈.中北大学 2010
[6]滚动轴承微弱故障信号检测方法研究[D]. 曾刚.成都理工大学 2010
[7]车辆轴承振动信号分析及故障诊断的研究[D]. 黎丹.中南大学 2007
[8]HHT方法分析[D]. 陈一贤.浙江大学 2007
本文编号：2993698
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１各方法对部件故障检测的灵敏程度??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ?ｏｆ?ｅａｃｈ?ｍｅｔｈｏｄ?ｔｏ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ?ｆａｕｌｔ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??
健康状态监测现状研宄分析??￣￣?１??声发射波形流信号特征研宂???Ｊ???故障特征提取理论方法研宄??＾?￣?１?１??降噪预处理?包络分析??Ｆ?■?■?Ｉ?．???▼???士?￣?Ｉ?Ｉ???参数优化的ＬＭＳ自适应算法｜?｜三次样条插值＿］?｜细分算法分三次样条插??＾?［??ｙ???Ｉ???试验验证，数据分析处理???］?［???故障严重程度定量化评估??１?ｒ????＾???图１－２技术路线图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｒｏａｄｍａｐ??７??
?第二章高速列车滚动轴承声发射信号特征研究???第二章高速列车滚动轴承声发射信号特征研究??根据上一章对滚动轴承健康状态监测国内外研宄现状分析，可知滚动轴承的一个??突出特点是寿命离散性很大。随着列车运行速度的不断提升，安全问题显得更加重要，??轴承一旦有故障发生将可能导致严重的事故。而声发射技术是一种可以进行实时、动??态的在线监测，具有高频、高灵敏度的特点，十分适合高铁列车的滚动轴承的健康状??态监测。为研宄高速列车滚动轴承声发射故障特征的提取方法，本章主要研究滚动轴??承失效的主要形式及成因，阐述声发射信号产生机理、信号的特征以及声发射诊断原??理，最后分析声发射波形流信号的处理方法。??２．１滚动轴承故障分析的理论基础??２．１．１滚动轴承基本结构??滚动轴承是由内圈、外圈、滚动体及保持架４种元件组成的［５４］。铁路机车上滚动??轴承的标准装配是内圈与车轴过盈配合，并随着车轴做同速转动；外圈与轴承座相连，??是固定不动的；滚动体起传递轴向和径向载荷的作用。滚动轴承上内圈以及外圈上都??装有凹槽型的滚道，滚道有着使滚动轴承的接触应力变小而且防止轴承在轴向滑动；??保持架的作用是让滚动体在圆周上均匀分布，是为了防止滚动体脱落同时也可以减小??滚动体间的摩擦磨损图２－１为高速列车滚动轴承的典型结构示意图。??滚动体??外圈??图２－１滚动轴承基本结构示意图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｂａｓｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒｏｌｌｉｎｇ?ｂｅａｒｉｎｇ??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]滚动轴承声信号特征提取和诊断试验研究[J]. 余永增. 应用声学. 2018(06)
[2]基于EMD-ICA去噪的滚动轴承声发射实验研究[J]. 郭福平. 广东石油化工学院学报. 2018(01)
[3]基于局部均值分解和共振解调的滚动轴承故障诊断[J]. 王梦奇,马增强,王建东. 济南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[4]高速列车本构安全保障技术[J]. 丁叁叁. 机车电传动. 2017(06)
[5]EEMD-PE与M-RVM相结合的轴承故障诊断方法[J]. 刘晓东,刘朦月,陈寅生,朱文炜. 哈尔滨工业大学学报. 2017(09)
[6]CRH3C型动车组转向架轴箱轴承温度检测系统介绍[J]. 王士强. 内燃机与配件. 2017(19)
[7]小波包熵与多核学习在列车转向架轴承故障诊断中的应用[J]. 周彭滔,单奇,叶运广. 燕山大学学报. 2017(05)
[8]基于时域流形稀疏重构方法的滚动轴承故障特征增强研究[J]. 张文清,何清波,丁晓喜,韩杰,谢明伟. 振动与冲击. 2016(24)
[9]高速列车故障轴箱轴承的温度分布研究[J]. 汤武初,王敏杰,陈光东,孙玉超,许立. 铁道学报. 2016(07)
[10]高速铁路建设对我国铁路运输的影响[J]. 彭其渊,李建光,杨宇翔,文超. 西南交通大学学报. 2016(03)
博士论文
[1]旋转机械故障信号分析及诊断技术研究[D]. 褚东亮.华北电力大学(北京) 2017
[2]高速列车传动系统可靠性分析与评估[D]. 赵聪聪.吉林大学 2016
[3]风力齿轮箱轴承故障的AE信号特征提取与诊断方法研究[D]. 韩龙.哈尔滨工业大学 2016
[4]滚动轴承振动信号特征提取及诊断方法研究[D]. 朱可恒.大连理工大学 2013
[5]强噪声背景下滚动轴承故障诊断的关键技术研究[D]. 侯者非.武汉理工大学 2010
[6]LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D]. 李宁.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]滚动轴承复合故障机理及振动模型研究[D]. 董振振.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于振动信号分析的滚动轴承故障诊断研究[D]. 张灏缤.辽宁科技大学 2015
[3]自适应滤波器中LMS算法的研究及应用[D]. 夏晓.北京邮电大学 2013
[4]自适应滤波算法的研究与应用[D]. 张会先.西安电子科技大学 2012
[5]自适应滤波器的研究及其在齿轮箱特征提取中的应用[D]. 张盈盈.中北大学 2010
[6]滚动轴承微弱故障信号检测方法研究[D]. 曾刚.成都理工大学 2010
[7]车辆轴承振动信号分析及故障诊断的研究[D]. 黎丹.中南大学 2007
[8]HHT方法分析[D]. 陈一贤.浙江大学 2007
本文编号：2993698
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