基于信號的數(shù)學形態(tài)學方法及其在滾動軸承故障診斷中的研究應(yīng)用.pdf

1、在基于振動信號的滾動軸承故障診斷方法中，數(shù)學形態(tài)學因其具有非常好的故障特征提取能力而受到了越來越多的重視，它通過采用合適的結(jié)構(gòu)元素和相應(yīng)的形態(tài)運算可實現(xiàn)對滾動軸承故障特征的有效提取。因此本文以數(shù)學形態(tài)學為基礎(chǔ)，通過探究結(jié)構(gòu)元素對滾動軸承故障特征提取效果的影響后，構(gòu)造了一類基于信號的三角形結(jié)構(gòu)元素，并根據(jù)不同類型的滾動軸承振動信號來對該類結(jié)構(gòu)元素的有效性進行驗證。相應(yīng)的研究內(nèi)容如下:
　　 1)分析了結(jié)構(gòu)元素對滾動軸承故障特征提取

2、效果的影響。由于結(jié)構(gòu)元素對故障特征的提取具有決定性的影響，因此本文探討了不同形狀、不同高度及不同長度的結(jié)構(gòu)元素對滾動軸承故障特征提取效果的影響。分析結(jié)果表明只有當結(jié)構(gòu)元素的幾何特征與故障信號的幾何特征相似時，相應(yīng)的故障信息才能被有效的提取出來。
　　 2)構(gòu)建了一類基于信號的三角形結(jié)構(gòu)元素。由于不同類型的滾動軸承故障信號具有不同的特征，因此在對故障信號進行特征提取時，所用結(jié)構(gòu)元素也應(yīng)與故障信號相互對應(yīng)。為此本文提出了一類基于信號

3、的三角形結(jié)構(gòu)元素，該類結(jié)構(gòu)元素可由振動信號幅值大小的統(tǒng)計分布計算得到，因此在幾何特征方面它們與相應(yīng)信號的相似度高且相互對應(yīng)。
　　 3)驗證了基于信號的三角形結(jié)構(gòu)元素在滾動軸承故障特征提取方面的有效性。一系列實際滾動軸承的故障診斷結(jié)果表明，基于該結(jié)構(gòu)元素的故障診斷方法可以準確的診斷出滾動軸承的各類故障;對于傳統(tǒng)包絡(luò)分析方法難以診斷的滾動體故障，本方法也能給出正確的診斷結(jié)果;另外本方法在一定程度上可以識別出滾動軸承的故障損傷程度及