本文關(guān)鍵詞：基于階比峭度圖的變轉(zhuǎn)速下滾動軸承故障特征提取方法研究

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【摘要】：滾動軸承作為旋轉(zhuǎn)機械中的重要零部件,其工作狀態(tài)直接關(guān)系到整個機械設(shè)備的性能,因此研究滾動軸承狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷對保證設(shè)備安全運行、降低事故發(fā)生率具有非常重要的意義。變速下的滾動軸承振動信號包含豐富的狀態(tài)信息,更能表征其故障特征,但是轉(zhuǎn)速隨工況或負載的變化產(chǎn)生較大的波動,信號表現(xiàn)出非平穩(wěn)性,所以能否有效地提取變速下的故障特征成為滾動軸承故障診斷的關(guān)鍵。在階比分析和譜峭度理論的基礎(chǔ)上,本文提出了基于階比峭度圖的滾動軸承故障特征提取方法,在低頻干擾和強背景噪聲影響下能準確地提取出故障特征,實現(xiàn)變速工況下滾動軸承故障的狀態(tài)辨識。本文的具體研究內(nèi)容介紹如下:本文首先概述了滾動軸承的結(jié)構(gòu)、失效形式,并對振動機理、故障類型及故障特征頻率進行了研究。在此理論基礎(chǔ)上,重點研究了計算階比跟蹤技術(shù),并在全面介紹譜峭度理論的基礎(chǔ)上,對各種譜峭度算法進行深入分析和優(yōu)缺點比較,進而融合計算階比跟蹤技術(shù)和基于FIR濾波器的譜峭度理論的優(yōu)點,提出了階比峭度圖算法。在滾動軸承的仿真和實測故障信號中對階比峭度圖算法進行驗證,并與傳統(tǒng)譜峭度算法進行對比分析,結(jié)果表明該方法能夠顯著提高變速工況下故障特征提取的準確性。并在滾動軸承混合故障信號中對該方法進驗證,結(jié)果表明階比峭度圖算法可以有效地提取混合故障中的各個故障特征。以Lab VIEW為軟件平臺,開發(fā)設(shè)計了虛擬式滾動軸承故障診斷測試系統(tǒng),實現(xiàn)對滾動軸承振動信號的采集、處理、分析及保存,該測試系統(tǒng)具有一定的工程實用意義和推廣應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：滾動軸承 變轉(zhuǎn)速 階比分析 譜峭度 階比峭度圖 故障診斷系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH133.33;TH165.3
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 本課題研究背景與目的意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 滾動軸承故障診斷技術(shù)的研究9-10
• 1.2.2 譜峭度理論應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 階比分析技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀11
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容與總體框架11-13
• 2 滾動軸承振動機理及故障特征階比分析13-20
• 2.1 滾動軸承的典型結(jié)構(gòu)13
• 2.2 滾動軸承的失效形式13-15
• 2.3 滾動軸承振動機理和故障特征15-17
• 2.3.1 外圈故障特征16
• 2.3.2 內(nèi)圈故障特征16-17
• 2.3.3 滾動體故障特征17
• 2.4 滾動軸承故障特征階比計算17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 3 階比分析與譜峭度理論20-31
• 3.1 階比分析理論20-23
• 3.1.1 硬件式階比跟蹤20
• 3.1.2 計算階比跟蹤20-21
• 3.1.3 階比重采樣21-23
• 3.2 譜峭度理論23-30
• 3.2.1 譜峭度定義23-25
• 3.2.2 基于STFT的譜峭度算法25-27
• 3.2.3 基于FIR濾波器的譜峭度算法27-30
• 3.2.4 其他譜峭度算法30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 4 基于階比峭度圖的滾動軸承故障特征提取31-51
• 4.1 階比峭度圖算法31-33
• 4.2 仿真試驗33-42
• 4.2.1 滾動軸承單故障仿真試驗33-39
• 4.2.2 滾動軸承混合故障仿真分析39-42
• 4.3 滾動軸承實測信號分析42-50
• 4.3.1 滾動軸承外圈故障數(shù)據(jù)分析43-47
• 4.3.2 滾動軸承內(nèi)圈故障數(shù)據(jù)分析47-49
• 4.3.3 實測結(jié)果對比分析49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 5 虛擬式滾動軸承故障診斷測試系統(tǒng)設(shè)計51-60
• 5.1 虛擬儀器技術(shù)51-52
• 5.1.1 虛擬儀器概述51-52
• 5.1.2 Lab VIEW簡介52
• 5.2 滾動軸承故障診斷系統(tǒng)軟硬件總體構(gòu)架52-53
• 5.3 系統(tǒng)硬件平臺搭建53-55
• 5.3.1 傳感器的配置53-54
• 5.3.2 數(shù)據(jù)采集卡54-55
• 5.4 系統(tǒng)軟件功能開發(fā)55-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 總結(jié)60
• 6.2 展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66

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本文編號：521567