發(fā)布時(shí)間：2020-07-15 16:51

【摘要】：對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械重要部件進(jìn)行可靠、全面的性能退化評(píng)估已成為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以型號(hào)為6307單列深溝球軸承為研究對(duì)象,基于S變換時(shí)頻譜探索提取新的更加有效的特征指標(biāo)將其應(yīng)用到對(duì)滾動(dòng)軸承的性能退化評(píng)估中。全文主要內(nèi)容如下:(1)對(duì)S變換時(shí)頻譜進(jìn)行了不同角度的復(fù)雜度度量。對(duì)S變換時(shí)頻譜整體進(jìn)行復(fù)雜度度量提出了S-時(shí)頻熵;對(duì)S變換時(shí)頻譜沿時(shí)間序列展開進(jìn)行復(fù)雜度度量提出了S-時(shí)間熵;對(duì)S變換時(shí)頻譜沿頻率序列展開進(jìn)行復(fù)雜度度量提出S-頻率熵。通過三種熵值指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型仿真分析和全壽命周期加速疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)三種熵值指標(biāo)對(duì)于滾動(dòng)軸承各個(gè)失效階段的反應(yīng)各有優(yōu)勢(shì),豐富了性能退化評(píng)估框架下的特征群。(2)對(duì)滾動(dòng)軸承信號(hào)經(jīng)S變換后得到的S時(shí)頻譜矩陣進(jìn)行GLCM熵值特征提取作為最終特征指標(biāo),提出S-GLCM熵。通過對(duì)S-GLCM熵值指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型仿真分析和全壽命周期加速疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,驗(yàn)證了該指標(biāo)的有效性。(3)對(duì)滾動(dòng)軸承信號(hào)經(jīng)S變換后得到的S時(shí)頻譜矩陣進(jìn)行SVD熵值特征提取作為最終特征指標(biāo),提出S-SVD熵。通過對(duì)S-SVD熵值指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型仿真分析和全壽命周期加速疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)該指標(biāo)對(duì)于同一工況下不同軸承數(shù)據(jù)反映差異較大,不能適用作為特征指標(biāo)對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行性能退化評(píng)估。(4)將文中提出的有效特征指標(biāo)(S-時(shí)頻熵、S-時(shí)間熵、S-頻率熵、S-GLCM熵)以及有效值、STFT熵、haar小波基CWT熵組成新的特征群,對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行CHMM性能退化評(píng)估,結(jié)果表明以上方法能夠敏銳的監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),能夠準(zhǔn)確的判斷設(shè)備的性能退化重要階段。
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH133.33
【圖文】：

圖1.1 5 號(hào)線延伸線軸溫監(jiān)測(cè)傳感器mperature Monitoring Sensor for Line 5 E工作者對(duì)滾動(dòng)軸承性能退化做了大為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[3]�；�特征提取和性能退化評(píng)估兩個(gè)方面

動(dòng)軸承基本結(jié)構(gòu)一般是一致的，都包括：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架四種基本結(jié)構(gòu)，如圖 2.1 所示。圖2.1 滾動(dòng)軸承基本結(jié)構(gòu)Fig.2.1 The basic structure of rolling bearings圖中主要參數(shù)：D：節(jié)徑；d：滾動(dòng)體直徑；r1：內(nèi)圈半徑；r2：外圈半徑；α：接觸角；z：滾動(dòng)體個(gè)數(shù)。滾動(dòng)軸承運(yùn)行過程中的失效形式主要表現(xiàn)為：剝落、磨損、表面塑性變形、腐蝕、膠合、斷裂六種[45]。在交變載荷作用下，滾動(dòng)軸承易發(fā)生剝落失效，從而形成沖擊特征。表面塑性變形、膠合一般發(fā)生在高溫、重載荷且潤(rùn)滑較差的情況下。滾動(dòng)軸承腐蝕分為電腐蝕和化學(xué)腐蝕兩種，通常是由于工作環(huán)境引起的。在滾動(dòng)軸承裝配過程中，一旦產(chǎn)生殘余應(yīng)力，及其容易引起軸承斷裂。

(c) 傳感器安裝位置(c) location of sensors圖2.5 滾動(dòng)軸承加速疲勞壽命試驗(yàn)臺(tái)Fig.2.5 Accelerated rolling element bearing life test rig表2.1 滾動(dòng)軸承 6307 主要幾何參數(shù)Table 2.1 Geometrical parameters of rolling element bearing 6307型號(hào)節(jié)徑D ( mm)滾動(dòng)體直徑d ( mm)滾動(dòng)體數(shù)目Z ( 個(gè))接觸角 角度 徑向額定動(dòng)載荷 rC kn6307 58.5 13.494 8 0 33.4數(shù)據(jù)采集從軸承正常狀態(tài)一直持續(xù)到壽命結(jié)束，總共對(duì)八個(gè)軸承進(jìn)行了試驗(yàn)。為了降低軸承之間的信號(hào)干擾，選取了最先失效的兩個(gè)軸承數(shù)據(jù)作為本文的驗(yàn)證數(shù)據(jù)。兩個(gè)軸承最終的失效形式都以內(nèi)圈嚴(yán)重點(diǎn)蝕為主要因素。第一個(gè)軸承(記為 B1)共采集了 2469組數(shù)據(jù)，第二個(gè)軸承(記為 B2)共采集了 1062 組數(shù)據(jù)。B1 和 B2 兩組軸承數(shù)據(jù)原始信號(hào)圖如圖 2.6 所示，其中圖 2.6 (a)為 B1 原始數(shù)據(jù)，圖 2.6 (b)為 B2 原始數(shù)據(jù)。

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本文編號(hào)：2756762