基于EEMD与谱峭度的滚动轴承故障初始时间预测方法

发布时间：2017-05-19 02:05

  本文关键词：基于EEMD与谱峭度的滚动轴承故障初始时间预测方法，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚动轴承是旋转机械中承受载荷最重要的元件之一,在保持轴的旋转精度,减少轴与支撑之间的摩擦,起着非常重要的作用。滚动轴承也是机器中最主要的故障源之一,它的失效将直接导致整台设备的运行失常。因此,尽早的发现滚动轴承故障,预测滚动轴承故障初始时间具有重要意义。 由于在故障早期滚动轴承的振动信号噪信比较高,故障成分往往被强烈的噪声所淹没,很难将故障成分从噪声中分离出来,因此,本文运用EEMD和谱峭度相结合的方法对滚动轴承早期故障初始时间进行预测。本论文的主要的研究内容主要包括： (1)运用EEMD方法对滚动轴承振动信号进行降噪。给出了EEMD算法的定义和描述,通过轴承试验数据,验证了EEMD比EMD拥有更好的分解效果,提出了互相关系数降噪理论和峭度降噪理论。通过实验结果表明：采用EEMD方法能有效的减少振动信号低频干扰,突出高频共振成分。 (2)采用谱峭度精确定位特征频率的能力构造滤波器。为了滤出信号中含有丰富故障特征成分的频带信号,根据谱峭度(SK)滤波器的特性,结合基于塔式算法的二维图像—“快速峭度图”法,提出对滚动轴承信号进行滤波,通过分析仿真信号和轴承早期故障振动信号,验证了谱峭度精确定位特征频率和滤波的能力。 (3)提出EEMD与谱峭度相结合的滚动轴承故障初始时间预测方法。通过EEMD降噪,减少振动信号低频干扰,突出高频共振成分,同时综合谱峭度的对特征频率精确定位的能力,分析滚动轴承全寿命试验数据,拟合出滤波后信号的能量在时间上的变化曲线,从而估计出滚动轴承初始故障时间。实验结果表明：EEMD与谱峭度相结合的故障特征量提取方法能更早的发现滚动轴承故障的初始时间。
【关键词】：滚动轴承 EEMD方法 谱峭度(SK) 故障初始时间
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.33;TH165.3
【目录】：

• 目录5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 插图索引10-12
• 附表索引12-13
• 第1章 绪论13-18
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外现状14-16
• 1.2.1 滚动轴承故障诊断技术14-15
• 1.2.2 滚动轴承故障特征成分的提取方法15-16
• 1.3 本课题的来源和研究内容16-18
• 1.3.1 课题来源16
• 1.3.2 论文的研究内容16-18
• 第2章 滚动轴承的故障特性18-27
• 2.1 滚动轴承失效的形式及故障特征频率18-21
• 2.1.1 滚动轴承的基本结构18-19
• 2.1.2 滚动轴承失效的基本形式19
• 2.1.3 滚动轴承的故障特征频率19-21
• 2.2 滚动轴承失效的阶段及能量阈值的选择21-23
• 2.2.1 滚动轴承失效的阶段21-22
• 2.2.2 能量阈值的选择22-23
• 2.3 滚动轴承早期故障的诊断方法23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 基于总体经验模式分解(EEMD)的降噪方法27-40
• 3.1 EMD方法27-30
• 3.2 EEMD方法30-32
• 3.2.1 EEMD算法30-31
• 3.2.2 参数设定31-32
• 3.2.3 EEMD与EMD的比较32
• 3.3 EEMD降噪方法32-39
• 3.3.1 互相关系数降噪理论34-36
• 3.3.2 峭度降噪理论36
• 3.3.3 实例验证36-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 基于谱峭度的滤波方法40-51
• 4.1 谱峭度简介40-43
• 4.1.1 谱峭度的定义40-41
• 4.1.2 谱峭度在滚动轴承故障诊断的应用41-42
• 4.1.3 仿真信号的谱峭度分析42-43
• 4.2 峭度图43-48
• 4.2.1 峭度图理论43-45
• 4.2.2 快速峭度图45-48
• 4.3 实例验证48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第5章 滚动轴承故障初始时间预测方法51-62
• 5.1 滚动轴承故障初试时间51
• 5.2 滚动轴承初始故障时间预测方法51-53
• 5.3 滚动轴承故障试验台53
• 5.4 实验验证53-61
• 5.4.1 滚动轴承实验数据时域分析53-54
• 5.4.2 试验方法54-59
• 5.4.4 实验结果分析59
• 5.4.5 讨论59-61
• 5.5 本章小结61-62
• 总结与展望62-64
• 总结62
• 展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文69

【参考文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 徐东;球轴承疲劳剩余寿命分析与预测方法研究[D];国防科学技术大学;2011年

  本文关键词：基于EEMD与谱峭度的滚动轴承故障初始时间预测方法，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：377544