發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 22:46

【摘要】：低速滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)和工作條件特殊,故障機(jī)理復(fù)雜,診斷難度較大。本文根據(jù)低速滾動(dòng)軸承的故障特性,提出了利用應(yīng)力波與小波分析進(jìn)行低速滾動(dòng)軸承故障診斷的方法。應(yīng)力波技術(shù)作為一種新型動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法,已在故障診斷中得到初步應(yīng)用。對(duì)低速滾動(dòng)軸承故障產(chǎn)生的應(yīng)力波特點(diǎn)及其傳播規(guī)律的透徹了解是檢測(cè)軸承局部損傷的關(guān)鍵,同時(shí)應(yīng)力波信號(hào)處理對(duì)故障診斷至關(guān)重要。目前對(duì)這兩方面的研究仍面臨著許多亟待解決的問(wèn)題。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金“基于應(yīng)力波和計(jì)算智能的低速旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障健康監(jiān)測(cè)與故障診斷研究”課題基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入而又有針對(duì)性的研究。 首先,本文以低速運(yùn)轉(zhuǎn)Cooper軸承系列01B65EX滾子軸承為例,建立了完好與故障低速滾動(dòng)軸承的三維整體接觸計(jì)算模型,運(yùn)用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了比較全面、精確的分析,計(jì)算并比較了各種故障發(fā)生前后各元件的應(yīng)力、應(yīng)變及其接觸應(yīng)力分布。分析結(jié)果表明,通過(guò)觀(guān)測(cè)應(yīng)力變化規(guī)律可以判斷低速滾動(dòng)軸承是否存在故障以及故障發(fā)生的位置,從而為進(jìn)一步研究基于應(yīng)力波的低速滾動(dòng)軸承故障診斷方法提供充分的理論依據(jù)。 其次,對(duì)小波分析的性質(zhì)及其特征作了簡(jiǎn)要介紹,并重點(diǎn)研究小波分析在低速滾動(dòng)軸承故障診斷中的應(yīng)用。小波分析作為一種時(shí)頻分析方法,通過(guò)調(diào)整窗口的長(zhǎng)與寬可同時(shí)解決信號(hào)在時(shí)域和頻域分辨率差的問(wèn)題。本文根據(jù)小波分析以及應(yīng)力波信號(hào)的特點(diǎn),選擇Debauchies小波對(duì)采集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行小波特征提取。 最后,在應(yīng)力波實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇db6母小波、尺度j=4對(duì)實(shí)驗(yàn)所采集的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行小波變換,變換后其成分D_3和D_4信號(hào)即為應(yīng)力波特征信號(hào),然后將D_3和D_4信號(hào)進(jìn)行重構(gòu),去除其它頻帶的低頻和高頻噪聲,提取了各種模擬故障的應(yīng)力波信號(hào)特征頻率。同時(shí)分析了各種模擬故障的幅值大小,發(fā)現(xiàn)當(dāng)傳感器放置在軸承座上時(shí),潤(rùn)滑脂污染的應(yīng)力波幅值最大,外圈故障次之,內(nèi)圈故障最小,這正好與有限元分析得出的結(jié)論相對(duì)應(yīng),即外圈故障對(duì)外滾道表面應(yīng)力應(yīng)變變化規(guī)律的影響最大。
【圖文】：

圖.33滾子帶故障滾動(dòng)軸承有限元模型局部放大圖.3.43接觸單元的建立與設(shè)置接觸問(wèn)題是一種高度非線(xiàn)性行為，需要較大的計(jì)算資源，為了進(jìn)行有效的計(jì)算，了解問(wèn)題的特性和建立合理的模型是很重要的。接觸單元是聯(lián)系相互接觸物體，傳遞力學(xué)性質(zhì)的最重要的單元。然而分析接觸問(wèn)題存在兩大難點(diǎn):一是求解問(wèn)題之前很難確定接觸區(qū)域，表面之間是接觸或分開(kāi)是未知的，突然變化的，這隨載荷、材料、邊界條件和其它因素而定;二是大多接觸問(wèn)題需要進(jìn)行計(jì)算摩擦，可供挑選的幾種摩擦定律和模型都是非線(xiàn)性的，摩擦使問(wèn)題的收斂性變得更困難。接觸問(wèn)題分為兩種基本類(lèi)型:剛體一柔體的接觸，柔體一柔體的接觸。在剛體一柔體的接觸問(wèn)題中，接觸面的一個(gè)或多個(gè)被當(dāng)作剛體(與它接觸的變形體相比，有大得多的剛度);另一類(lèi)，柔體一柔體的接觸是一種更普遍的類(lèi)型，在這種情況下，兩個(gè)接觸體都

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文根據(jù)式(3.5)將徑向載荷等效為節(jié)點(diǎn)載荷�？紤]到每個(gè)滾)與內(nèi)外圈滾道的多體接觸，軸承座被視為是剛性體，故在外圈上加上固定約束，如圖3.4所示。.35低速滾動(dòng)軸承故障模擬與診斷.35.1完好軸承的模擬結(jié)果用有限元軟件對(duì)自動(dòng)劃分的每一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，，得完好軸承應(yīng)變?nèi)鐖D3.5。由結(jié)果分析可知，低速軸承最大的應(yīng)變?cè)冢琗Y，z方向的分量分別為火吐2.1975E一02~，=y一6.053IE一02mm，于7.526E一03~，合成后最大變形量為6.0971E一02~。軸承外圈幾乎沒(méi)有變形，軸承內(nèi)圈沿Y方向的變形最大。事實(shí)上
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類(lèi)號(hào)】：TH133.3

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王楠;基于分形—小波的低速軸承磨損故障物理特征研究[D];東北大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 孫長(zhǎng)城;基于應(yīng)力波和小波分析的低速旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2006年

2 劉源l

本文編號(hào)：2627799