滚动轴承多域退化表征指标提取及寿命预测研究
发布时间：2022-02-14 20:06
随着高铁里程的持续增长,动车组的安全性、可靠性越来越成为重中之重。轴承作为高速列车安全行驶的核心部件,其健康状态直接影响着行驶安全。准确提取轴承的退化表征指标,是进行轴承工作模式识别、故障判断、寿命预测的关键。本文对轴承结构特性、失效形式及载荷特性等进行了研究,重点分析了轴承振动特性及退化状态。以轴承试验台数据有效构建轴承退化表征指标,并以这些指标为准则,通过IMS轴承数据研究了轴承的退化趋势表征和剩余寿命预测。本文主要工作如下:1.设计了一种同步挤压S变换与SVD算法相结合的降噪预处理研究。针对轴承振动信号的复杂背景噪声特性,对S变换和奇异值分解的降噪预处理方法进行了改进,结合同步挤压方法设计了基于同步挤压S变换的时频系数矩阵获取,结合差分谱方法精确地确定阈值。试验信号结果表明,该方法可有效去除噪声,且获得良好的重构信号。2.以不同特征指标对轴承不同故障类型及程度的敏感度不一致为原则,分别在时域、频域、小波包域及熵域四个域中共提取36个指标。为了避免不同轴承引起的误差,采用相对化处理。由于各指标间信息的重复性和噪声的叠加性,利用偏相关分析进行一次筛选,剔除无法有效表征故障类型及程度的...
【文章来源】：北京交通大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２论文研宄技术路线图??Ｆｉｇ．?１?－２?Ｔｈｅ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?Ｔｈｅｓｉｓ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ??
２．２轴承典型失效形式??轴承作为旋转部件之一，在动车组列车高速运行过程中，由于工作环境恶厉，??极易受损伤，因此在列车安全行驶中，轴承的优良性能发挥决定性作用。滚动轴??承失效形式较多，导致失效的原因也较多，主要分两种，一种是前期因素，包括??轴承材料质量不佳、安装不当、热处理不当等；另一种是后期因素，包括场合应??用不当、润滑脂不足、运行过程中的异物侵入、腐蚀等。轴承的失效对于列车的??运行安全造成极大的威胁，尤其在动车组高速运行的环境下，失效形式往往会迅??速增大，造成倾覆或脱轨等巨大事故，对人员安全、社会效益等造成严重危害。??一般，实际轴承失效主要有：（１）滚珠剥落；（２）保持架松动、锈蚀；（３）外圈内??侧剥落、电蚀、点蚀等；（４）挡边碎裂等，其中分别约占４％、８％、８６％和２％。这??些主要由于电力机车上电路布置不合理及静电；还有清洗过程不当，造成水分流??入，导致内部生锈［４３］。轴承部分失效形式及描述，如图２－３所示。??
２．２轴承典型失效形式??轴承作为旋转部件之一，在动车组列车高速运行过程中，由于工作环境恶厉，??极易受损伤，因此在列车安全行驶中，轴承的优良性能发挥决定性作用。滚动轴??承失效形式较多，导致失效的原因也较多，主要分两种，一种是前期因素，包括??轴承材料质量不佳、安装不当、热处理不当等；另一种是后期因素，包括场合应??用不当、润滑脂不足、运行过程中的异物侵入、腐蚀等。轴承的失效对于列车的??运行安全造成极大的威胁，尤其在动车组高速运行的环境下，失效形式往往会迅??速增大，造成倾覆或脱轨等巨大事故，对人员安全、社会效益等造成严重危害。??一般，实际轴承失效主要有：（１）滚珠剥落；（２）保持架松动、锈蚀；（３）外圈内??侧剥落、电蚀、点蚀等；（４）挡边碎裂等，其中分别约占４％、８％、８６％和２％。这??些主要由于电力机车上电路布置不合理及静电；还有清洗过程不当，造成水分流??入，导致内部生锈［４３］。轴承部分失效形式及描述，如图２－３所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器学习的设备剩余寿命预测方法综述[J]. 裴洪,胡昌华,司小胜,张建勋,庞哲楠,张鹏. 机械工程学报. 2019(08)
[2]基于同步挤压S变换的探地雷达信号消噪方法[J]. 李海,黄忠来,刘玉良. 天津科技大学学报. 2018(06)
[3]基于AGA-GRNN神经网络的刀具寿命预测研究[J]. 李浩平,欧阳俊,谢雪媛. 三峡大学学报(自然科学版). 2018(06)
[4]台铁普悠玛6432次列车脱轨事故剖析[J]. 夏永波. 消防界(电子版). 2018(20)
[5]基于接触应力的高铁轴承疲劳寿命预测[J]. 蔡森,杨凯,王永武,马灿阳,张钢. 工业控制计算机. 2018(08)
[6]几种降维技术在分类问题中的效果评估[J]. 詹鹏伟,谢小姣. 科技创新与应用. 2018(21)
[7]融合KPCA与信息粒化的滚动轴承性能退化SVM预测[J]. 徐继亚,王艳,严大虎,纪志成. 系统仿真学报. 2018(06)
[8]高速动车组轴箱轴承振动特性[J]. 查浩,任尊松,徐宁. 机械工程学报. 2018(16)
[9]相关系数判决的EMD在振动数据趋势项提取中的应用[J]. 张慧娟,李冬. 舰船电子工程. 2018(05)
[10]基于神经网络和维修窗的轴承维修建模[J]. 张鑫,赵建民,倪祥龙,李海平. 机械强度. 2018(01)
博士论文
[1]高速列车轴箱轴承疲劳寿命及可靠性研究[D]. 刘德昆.北京交通大学 2017
硕士论文
[1]故障预测与健康管理在动车组调度与检修中的应用研究[D]. 王建宇.吉林大学 2018
[2]基于改进Logistic回归模型航空发动机滚动轴承寿命预测[D]. 王贝.大连理工大学 2017
[3]动车组轴箱轴承早期故障诊断算法研究[D]. 李佳睿.北京交通大学 2017
[4]以振动信号为基础的数字信号处理方法对滚动轴承寿命预测的研究[D]. 杨彦宇.北京化工大学 2016
[5]滚动轴承的工作状态及寿命预测方法研究[D]. 刘燕飞.湖南大学 2014
[6]熵选择IMF分量的滚动轴承故障诊断方法[D]. 李真.北京交通大学 2014
[7]基于BP神经网络的机车走行部滚动轴承的故障诊断研究[D]. 张肖曼.北京交通大学 2013
[8]大型回转支承装置故障机理及故障诊断技术的研究[D]. 叶燚玺.武汉理工大学 2005
本文编号：3625189
【文章来源】：北京交通大学北京市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２论文研宄技术路线图??Ｆｉｇ．?１?－２?Ｔｈｅ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?Ｔｈｅｓｉｓ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ??
２．２轴承典型失效形式??轴承作为旋转部件之一，在动车组列车高速运行过程中，由于工作环境恶厉，??极易受损伤，因此在列车安全行驶中，轴承的优良性能发挥决定性作用。滚动轴??承失效形式较多，导致失效的原因也较多，主要分两种，一种是前期因素，包括??轴承材料质量不佳、安装不当、热处理不当等；另一种是后期因素，包括场合应??用不当、润滑脂不足、运行过程中的异物侵入、腐蚀等。轴承的失效对于列车的??运行安全造成极大的威胁，尤其在动车组高速运行的环境下，失效形式往往会迅??速增大，造成倾覆或脱轨等巨大事故，对人员安全、社会效益等造成严重危害。??一般，实际轴承失效主要有：（１）滚珠剥落；（２）保持架松动、锈蚀；（３）外圈内??侧剥落、电蚀、点蚀等；（４）挡边碎裂等，其中分别约占４％、８％、８６％和２％。这??些主要由于电力机车上电路布置不合理及静电；还有清洗过程不当，造成水分流??入，导致内部生锈［４３］。轴承部分失效形式及描述，如图２－３所示。??
２．２轴承典型失效形式??轴承作为旋转部件之一，在动车组列车高速运行过程中，由于工作环境恶厉，??极易受损伤，因此在列车安全行驶中，轴承的优良性能发挥决定性作用。滚动轴??承失效形式较多，导致失效的原因也较多，主要分两种，一种是前期因素，包括??轴承材料质量不佳、安装不当、热处理不当等；另一种是后期因素，包括场合应??用不当、润滑脂不足、运行过程中的异物侵入、腐蚀等。轴承的失效对于列车的??运行安全造成极大的威胁，尤其在动车组高速运行的环境下，失效形式往往会迅??速增大，造成倾覆或脱轨等巨大事故，对人员安全、社会效益等造成严重危害。??一般，实际轴承失效主要有：（１）滚珠剥落；（２）保持架松动、锈蚀；（３）外圈内??侧剥落、电蚀、点蚀等；（４）挡边碎裂等，其中分别约占４％、８％、８６％和２％。这??些主要由于电力机车上电路布置不合理及静电；还有清洗过程不当，造成水分流??入，导致内部生锈［４３］。轴承部分失效形式及描述，如图２－３所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器学习的设备剩余寿命预测方法综述[J]. 裴洪,胡昌华,司小胜,张建勋,庞哲楠,张鹏. 机械工程学报. 2019(08)
[2]基于同步挤压S变换的探地雷达信号消噪方法[J]. 李海,黄忠来,刘玉良. 天津科技大学学报. 2018(06)
[3]基于AGA-GRNN神经网络的刀具寿命预测研究[J]. 李浩平,欧阳俊,谢雪媛. 三峡大学学报(自然科学版). 2018(06)
[4]台铁普悠玛6432次列车脱轨事故剖析[J]. 夏永波. 消防界(电子版). 2018(20)
[5]基于接触应力的高铁轴承疲劳寿命预测[J]. 蔡森,杨凯,王永武,马灿阳,张钢. 工业控制计算机. 2018(08)
[6]几种降维技术在分类问题中的效果评估[J]. 詹鹏伟,谢小姣. 科技创新与应用. 2018(21)
[7]融合KPCA与信息粒化的滚动轴承性能退化SVM预测[J]. 徐继亚,王艳,严大虎,纪志成. 系统仿真学报. 2018(06)
[8]高速动车组轴箱轴承振动特性[J]. 查浩,任尊松,徐宁. 机械工程学报. 2018(16)
[9]相关系数判决的EMD在振动数据趋势项提取中的应用[J]. 张慧娟,李冬. 舰船电子工程. 2018(05)
[10]基于神经网络和维修窗的轴承维修建模[J]. 张鑫,赵建民,倪祥龙,李海平. 机械强度. 2018(01)
博士论文
[1]高速列车轴箱轴承疲劳寿命及可靠性研究[D]. 刘德昆.北京交通大学 2017
硕士论文
[1]故障预测与健康管理在动车组调度与检修中的应用研究[D]. 王建宇.吉林大学 2018
[2]基于改进Logistic回归模型航空发动机滚动轴承寿命预测[D]. 王贝.大连理工大学 2017
[3]动车组轴箱轴承早期故障诊断算法研究[D]. 李佳睿.北京交通大学 2017
[4]以振动信号为基础的数字信号处理方法对滚动轴承寿命预测的研究[D]. 杨彦宇.北京化工大学 2016
[5]滚动轴承的工作状态及寿命预测方法研究[D]. 刘燕飞.湖南大学 2014
[6]熵选择IMF分量的滚动轴承故障诊断方法[D]. 李真.北京交通大学 2014
[7]基于BP神经网络的机车走行部滚动轴承的故障诊断研究[D]. 张肖曼.北京交通大学 2013
[8]大型回转支承装置故障机理及故障诊断技术的研究[D]. 叶燚玺.武汉理工大学 2005
本文编号：3625189
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