滾動(dòng)軸承復(fù)雜運(yùn)動(dòng)及其表面損傷故障診斷方法研究.pdf

1、滾動(dòng)軸承是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械零部件之一。表面損傷故障是滾動(dòng)軸承故障中比較常見且危害較大的故障，因此需要研究準(zhǔn)確且有效的診斷方法。本文以轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、Hertz接觸理論和非線性動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，針對(duì)滾動(dòng)軸承表面損傷故障，建立了具有表面損傷故障的滾動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，將小波理論、分形理論應(yīng)用于該類故障的診斷，分析了滾動(dòng)軸承徑向受載時(shí)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，并驗(yàn)證了其合理性。本文工作主要有以下四部分： 一、通過Fourier變換

2、和小波變換實(shí)例比較，說明小波變換在處理瞬態(tài)信息較傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用小波變換對(duì)鐵路貨車197726型滾動(dòng)軸承實(shí)測振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪，效果十分明顯。引入小波包頻帶能量分析，通過對(duì)比小波變換和小波包變換分解信號(hào)的結(jié)構(gòu)和在各尺度頻帶的分布，指出了小波包變換在頻帶能量分析中的優(yōu)點(diǎn)。研究基于小波包分解的“能量—故障”診斷模式用于滾動(dòng)軸承表面損傷故障診斷，表明該方法是可行性的。 二、利用分形維數(shù)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行定量描述。由于滾動(dòng)軸承在不同工作

3、狀態(tài)下，信號(hào)的關(guān)聯(lián)維數(shù)有明顯區(qū)別，因此關(guān)聯(lián)維數(shù)可以作為滾動(dòng)軸承的故障特征向量。 三、應(yīng)用非線性動(dòng)力學(xué)理論，考慮滾動(dòng)軸承中的非線性接觸力，建立了滾動(dòng)軸承徑向受載的動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行數(shù)值仿真。利用相圖、分叉圖、龐加萊映射圖、分形維數(shù)等判斷混沌特征方法研究了系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)速和阻尼的分叉和混沌運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 四、建立了具有表面損傷故障的滾動(dòng)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，針對(duì)系統(tǒng)在該故障下出現(xiàn)沖擊等瞬態(tài)信息，利用小波變換對(duì)外圈損傷、內(nèi)圈損傷和