基于HHT的机电系统的滚动轴承故障诊断

发布时间：2020-12-23 02:34

　　滚动轴承是旋转机械中最常用的零件，它也是最容易损坏的零件之一。滚动轴承的质量好坏直接影响整个机械系统的运行。本文首先分析了滚动轴承的故障机理和故障特征。其次介绍了各种信号分析方法，传统的时域分析，频谱分析，小波变换，包络解调等。针对当前各种时频分析方法，本文重点介绍了Hilbert-Huang变换法（HHT，Hilbert-HuangTransform），它利用 经验模态分解（EMD，Empirical ModeDecomposition）法与Hilbert变换的结合，深入地刻画频率与时间之间的关系，得到信号的时间-频率-能量图。 在理论分析的基础上，我们在轴承实验台上对好的轴承和故障轴承分别进行了振动信号的测试。然后对各种振动信号分析方法进行比较，得到满意的效果。 实验结果表明，滚动轴承的故障信号主要是调幅信号，理论上的滚动轴承故障特征与实验所分析的故障特征是一致的。本文通过实验验证了HHT方法对滚动轴承故障诊断的有效性和可行性。 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 本课题研究的意义
    1.2 传统信号频谱分析方法及其局限性
    1.3 希尔伯特─黄变换
    1.4 本章小结
第二章 滚动轴承的故障分析
    2.1 概述
    2.2 滚动轴承失效的基本形式
        2.2.1 滚动轴承的磨损失效
        2.2.2 滚动轴承的疲劳失效
        2.2.3 滚动轴承的腐蚀失效
        2.2.4 滚动轴承的断裂失效
        2.2.5 滚动轴承的压痕失效
        2.2.6 滚动轴承的胶合失效
    2.3 滚动轴承的振动类型及故障特征分析
        2.3.1 滚动轴承的旋转机构
        2.3.2 滚动轴承的振动类型
            2.3.2.1 滚动轴承的固有振动频率
            2.3.2.2 滚动轴承的特征频率
            2.3.2.3 滚动轴承的振动及其故障特征
    2.4 本章小结
第三章 传统信号分析方法简介
    3.1 Fourier变换
    3.2 功率谱
    3.3 小波变换
        3.3.1 小波变换的定义
        3.3.2 连续小波变换
        3.3.3 离散小波变换
        3.3.4 多分辨分析和Mallat算法
        3.3.5 小波变换的局限性
    3.4 本章小结
第四章 希尔波特-黄变换与模拟信号分析
    4.1 引论
    4.2 Hilbert变换与解析信号
        4.2.1 Hilbert变换的定义
        4.2.2 解析信号的瞬时幅值、瞬时相位与瞬时频率
    4.3 单分量信号的Hilbert谱分析
    4.4 本征模态函数（Intrinsic Mede Function）
    4.5 经验模态分解（Empirical Mode Decomposition）
    4.6 Hilbert变换用于包络解调
    4.7 简单信号的谱分析
    4.8 本章小结
第五章 滚动轴承故障诊断实验与结论分析
    5.1 滚动轴承故障诊断实验系统
        5.1.1 滚动轴承故障实验台简介
            5.1.1.1 机械驱动装置
            5.1.1.2 固定装置
            5.1.1.3 机座
        5.1.2 振动信号采集子系统
            5.1.2.1 传感器
            5.1.2.2 耦合器
            5.1.2.3 信号分析记录仪
    5.2 实验方案设计
    5.3 滚动轴承测试信号分析
        5.3.1 计算滚动轴承特征频率
        5.3.2 滚动轴承谱分析
    5.4 本章结论
        5.4.1 滚动轴承的故障特征
        5.4.2 信号分析与故障诊断方法比较
第六章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：2932906