基于HHT和分形的滾動(dòng)軸承故障診斷及預(yù)測(cè)研究.pdf

1、卒話義亍沙J7牟歹月黲：j封l螋鼎磐掣分類號(hào)UDC密級(jí)學(xué)號(hào)0908020220澎拐參ZI多矢事碩士學(xué)位論文學(xué)科門(mén)類：王堂學(xué)科名稱：狃越電王王猩指導(dǎo)教師：至凱；副麴握申請(qǐng)日期：圣Q里圣生圣旦摘要論文題目：學(xué)科專業(yè)：研究生：指導(dǎo)教師：基于HHT和分形的滾動(dòng)軸承故障診斷及預(yù)測(cè)研究機(jī)械電子工程任文濤王凱副教授摘要簽名：簽名：滾動(dòng)軸承廣泛地應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備。因軸承損傷性故障而引起的重大事故屢有發(fā)生，因此對(duì)滾動(dòng)軸承的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)行有效地監(jiān)測(cè)和故障診

2、斷是非常必要的。滾動(dòng)軸承故障診斷技術(shù)的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文介紹了滾動(dòng)軸承故障診斷的基本內(nèi)容及當(dāng)前研究狀況，在分析傳統(tǒng)滾動(dòng)軸承的監(jiān)測(cè)和診斷方法的基礎(chǔ)之上，以希爾伯特黃變換(HHT)的時(shí)頻分析方法和分形理論為切入點(diǎn)對(duì)滾動(dòng)軸承的故障診斷及預(yù)測(cè)展開(kāi)研究。介紹了HHT變換的基本算法及經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解過(guò)程中所存在的端點(diǎn)效應(yīng)問(wèn)題，采用了基于鏡像閉合延拓和波形匹配延拓的方法對(duì)ttttT變換過(guò)程中所出現(xiàn)的端點(diǎn)效應(yīng)進(jìn)行抑制，該方法兼顧了信號(hào)的內(nèi)在特

3、性以及端點(diǎn)處的變化趨勢(shì)，將這兩種方法應(yīng)用于仿真信號(hào)中，表明該方法可有效地抑制端點(diǎn)效應(yīng)現(xiàn)象。介紹了滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理及常見(jiàn)的失效形式、固有頻率與故障特征頻率的計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)裝置及原理。再利用HHT的時(shí)頻分析方法對(duì)兩種工況下滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體故障信號(hào)進(jìn)行分析和診斷，發(fā)現(xiàn)分析結(jié)果與理論計(jì)算的故障特征頻率基本吻合，達(dá)到了較好的效果。最后，通過(guò)Labview和Matlab兩個(gè)軟件的混合編程，建立了滾動(dòng)軸承故障信號(hào)分析軟件系統(tǒng)。針對(duì)滾動(dòng)軸

4、承振動(dòng)信號(hào)的特點(diǎn)，從信號(hào)的分形特征出發(fā)，利用分形維數(shù)，對(duì)滾動(dòng)軸承的正常信號(hào)和故障信號(hào)分別進(jìn)行分形特征的定量描述。研究表明，滾動(dòng)軸承不同的故障，其所對(duì)應(yīng)的分形維數(shù)明顯不同。因此，可以使用分形維數(shù)(盒維數(shù)和關(guān)聯(lián)維數(shù))實(shí)現(xiàn)對(duì)滾動(dòng)軸承故障的辨別。由于滾動(dòng)軸承的振動(dòng)信號(hào)具有分形特征，且分形理論中的Hurst指數(shù)和R／S分析法已有學(xué)者在轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)誤差預(yù)測(cè)過(guò)程中達(dá)到了較好的預(yù)測(cè)效果，本文便將Hurst指數(shù)和R／S分析法應(yīng)用到滾動(dòng)軸承故障分析中，通過(guò)對(duì)四