本文關鍵詞：基于故障特征頻率的階比分析及其在滾動軸承故障診斷中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：滾動軸承由于具有效率高、摩擦阻力小、裝配方便、潤滑容易實現(xiàn)等優(yōu)點,在旋轉機械中得到了廣泛的應用,是機械設備,特別是旋轉機械的核心組成部件。但滾動軸承工作環(huán)境惡劣,負載變化復雜,所以故障率較高。因此,研究滾動軸承的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術,對于保障機械設備的安全、穩(wěn)定運行具有重要意義。 滾動軸承的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷有兩個主要特點：一是滾動軸承經常處于負載和轉速變化的工況下,產生的振動信號通常是非平穩(wěn)信號；二是滾動軸承故障信號調制頻率較多,難以提取和識別。本文在國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)項目“大型風力發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)控與故障診斷技術研究”(項目編號：2009AA04Z414)和國家自然科學基金項目“多尺度線調頻基稀疏信號分解方法及其在機械故障診斷中的應用研究”(項目批準號：50875078)資助下,研究了非平穩(wěn)轉速下滾動軸承的故障診斷方法,根據(jù)滾動軸承的結構和故障信號特點,研究了基于故障特征頻率的階比分析方法,并將其應用于變轉速工況下滾動軸承的故障診斷。本文的主要研究工作有 (1)介紹了滾動軸承故障診斷技術的發(fā)展概況和目前主要采用的方法,重點介紹了階比跟蹤算法。 (2)介紹了包絡解調、基于多尺度線調頻基的稀疏信號分解方法和階比分析方法等信號處理方法,并將這些方法有機結合,針對滾動軸承故障信號特點,提出了基于故障特征頻率的階比分析方法。 (3)針對滾動軸承故障振動信號的包絡集中攜帶了故障信息這一特點,提出了基于故障特征頻率的包絡階次譜方法。該方法可以有效地提取出故障振動信號包絡中的故障特征頻率,利用該故障特征頻率可將包絡信號平穩(wěn)化,再進行FFT變換得到包絡譜,可有效診斷變轉速工況下的滾動軸承故障。 (4)針對變轉速工況下滾動軸承故障振動信號的包絡中包含了故障特征頻率的一簇諧波這一特點,提出了基于故障特征頻率的滾動軸承分量信號階比分析方法。該方法可以有效地提取出故障振動信號包絡中的故障特征頻率及其諧波成分,利用故障特征頻率對分量信號和進行階比分析,可有效診斷變轉速工況下的滾動軸承故障,且這一診斷方法抗噪性強,分量信號識別效果好。 (5)針對滾動軸承出現(xiàn)故障時,其產生的振動信號往往表現(xiàn)出較強的非線性、非高斯性和非平穩(wěn)性特征等特點,提出了一種基于故障特征頻率的階比雙譜方法,并將其應用于變轉速工況下的滾動軸承故障診斷。該方法能有效提取變轉速工況下滾動軸承的故障特征頻率,突出故障特征。 本文根據(jù)滾動軸承的結構和故障信號特點,研究提出了基于故障特征頻率的階比分析方法,并在此基礎上,針對滾動軸承故障信號的具體特征,提出了基于故障特征頻率的包絡階次譜方法、分量信號階比分析方法和階比雙譜方法。仿真分析和診斷實例表明,這些方法能有效應用于變轉速工況下滾動軸承的故障診斷。
【關鍵詞】：滾動軸承 故障特征頻率 包絡解調 稀疏信號分解 階比分析 雙譜分析 故障診斷
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH165.3;TH133.33
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 插圖索引11-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 研究背景與意義13-14
• 1.2 滾動軸承故障診斷技術發(fā)展綜述14-15
• 1.3 滾動軸承故障的振動信號分析方法15-19
• 1.3.1 時域分析方法15-16
• 1.3.2 頻域分析方法16
• 1.3.3 時頻聯(lián)合域分析方法16-19
• 1.4 階比跟蹤算法發(fā)展概況19-22
• 1.4.1 傳統(tǒng)階比跟蹤算法20
• 1.4.2 現(xiàn)代階比跟蹤算法20-21
• 1.4.3 階比跟蹤算法比較及存在的問題21-22
• 1.5 論文研究思路及內容安排22-25
• 1.5.1 論文的研究思路22-23
• 1.5.2 論文的內容安排23-25
• 第2章 基于故障特征頻率的階比分析方法25-36
• 2.1 滾動軸承的故障特征頻率26-27
• 2.2 基于多尺度線調頻基的稀疏信號分解方法27-31
• 2.2.1 算法介紹28-29
• 2.2.2 多分量非平穩(wěn)信號仿真分析29-31
• 2.3 階比分析31-34
• 2.3.1 階比的定義32
• 2.3.2 時頻分析階比跟蹤的實現(xiàn)32-34
• 2.4 基于故障特征頻率的階比分析方法34-35
• 2.5 本章小結35-36
• 第3章 基于故障特征頻率的包絡階次譜方法36-51
• 3.1 信號的包絡解調36-41
• 3.1.1 滾動軸承故障振動信號的特征36-37
• 3.1.2 包絡分析原理37-38
• 3.1.3 Hilbert包絡解調方法38-41
• 3.2 基于故障特征頻率的包絡階次譜方法41-42
• 3.3 仿真信號分析42-45
• 3.4 滾動軸承故障診斷實例45-50
• 3.5 本章小結50-51
• 第4章 基于故障特征頻率的分量信號階比分析51-59
• 4.1 滾動軸承故障診斷的分量信號階比分析原理51-53
• 4.2 仿真信號分析53-54
• 4.3 滾動軸承故障診斷實例54-57
• 4.4 本章小結57-59
• 第5章 基于故障特征頻率的階比雙譜方法59-69
• 5.1 階比雙譜60-61
• 5.1.1 雙譜分析60
• 5.1.2 階比雙譜的定義60-61
• 5.2 基于故障特征頻率的階比雙譜方法61-63
• 5.3 仿真分析63-64
• 5.4 OBBF方法在滾動軸承故障診斷中的應用實例64-68
• 5.5 本章小結68-69
• 結論與展望69-71
• 參考文獻71-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀學位期間發(fā)表和錄用的論文目錄77

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于故障特征頻率的階比分析及其在滾動軸承故障診斷中的應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：401974