基于同步平均和倒谱编辑的滚动轴承故障信号提取技术研究

发布时间：2017-03-31 07:07

  本文关键词：基于同步平均和倒谱编辑的滚动轴承故障信号提取技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：滚动轴承是旋转机械设备中应用最广泛的机械零件之一,同时也是最容易损坏的零件之一。旋转机械的很多故障都和滚动轴承相关,据统计,带有滚动轴承的旋转机械中,约有30%的故障都是由其引起的。轴承的质量对旋转机械的工作状态有很大影响,轴承某些细微损伤性故障如不及时检测和排除,会导致机电设备产生异常振动和噪声,甚至造成严重破坏。近年来,国内外由于轴承故障损坏造成重大事故频发,对工业生产造成了重大的损失。 滚动轴承的故障诊断技术有很多,如振动信号分析、声发射诊断、油液分析等,其中振动信号分析是机械故障诊断中最重要的方法,通过对振动特征信号的提取和分析就可以有效地诊断滚动轴承中可能存在的机械故障。 滚动轴承早期机械故障诊断,一方面可以利用更科学的测试方法和高性能的测试仪器来增加所测信号的准确度；另一方面就是使用更为合理信号处理手段,从有复杂背景噪声干扰信号中准确提取微弱的轴承故障特征信息,提高信号的信噪比。 本文就滚动轴承的典型故障进行了较为深入的讨论和研究,在大量阅读文献和研究前人成果的基础上,提出了基于时域同步平均(time synchronous averaging简称TSA)和倒谱编辑(cepstral editing procedure简称CEP)滚动轴承故障特征信号提取方法。首先通过时域同步平均和倒谱编辑技术定位和编辑原始信号中的倒谱谱线,去除不需要的离散频率成分。然后设计相应的逆变换程序,把编辑后的倒谱和原信号相位谱重构后逆变换为时域信号。最后通过频谱分析提取其故障特征。 按照以上理论及研究方法,在本论文研究中进行了仿真和实际测试研究,结果说明了本方法可有效性地提取和分析滚动轴承故障特征。
【关键词】：旋转机械 滚动轴承 同步平均 倒谱编辑 轴承故障
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH133.33;TH165.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10-12
• 1.2 滚动轴承故障诊断技术国内外研究现状12-17
• 1.2.1 滚动轴承故障诊断技术简介12-14
• 1.2.2 国内外发展现状14-17
• 1.3 本文研究的背景介绍17-19
• 1.3.1 课题来源17
• 1.3.2 课题研究的背景及意义17-19
• 1.4 本文研究的主要内容19-22
• 1.4.1 本文研究内容概述19-20
• 1.4.2 本文的主要创新点20-22
• 第二章 滚动轴承故障诊断基础22-38
• 2.1 滚动轴承失效形式及其振动机理22-31
• 2.1.1 滚动轴承简介22-24
• 2.1.2 滚动轴承失效形式及振动机理24-31
• 2.2 滚动轴承包络分析技术31-35
• 2.2.1 包络分析技术介绍31-34
• 2.2.2 基于谱峭度的共振带确定34-35
• 2.3 本章小结35-38
• 第三章 基于倒谱编辑和同步平均的滚动轴承故障特征提取技术研究38-51
• 3.1 基于倒谱编辑的滚动轴承特征提取方法介绍38-41
• 3.1.1 倒频谱的定义及实现38-40
• 3.1.2 基于倒谱编辑的滚动轴承特征提取40-41
• 3.2 时域同步平均技术介绍41-47
• 3.2.1 同步平均的技术原理41-42
• 3.2.2 时域同步平均技术发展概况42-47
• 3.3 基于倒谱编辑和同步平均的滚动轴承特征提取47-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 试验研究及分析51-67
• 4.1 仿真分析研究51-55
• 4.1.1 仿真信号的生成51-52
• 4.1.2 仿真分析52-55
• 4.2 振动信号分析研究55-66
• 4.2.1 试验装置介绍55-56
• 4.2.2 传感器的标定及安装56-60
• 4.2.3 虚拟仪器开发60-62
• 4.2.4 试验及其结果分析62-66
• 4.3 本章小结66-67
• 第五章 结论与展望67-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-75
• 附录75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李辉;郑海起;潘宏侠;;基于阶次跟踪和角域平均的齿轮裂纹故障诊断[J];中北大学学报(自然科学版);2007年01期

2 郭瑜,秦树人,汤宝平,纪跃波;基于瞬时频率估计的旋转机械阶比跟踪[J];机械工程学报;2003年03期

3 杨叔子;史铁林;;以人为本——树立制造业发展的新观念[J];机械工程学报;2008年07期

4 王国彪;何正嘉;陈雪峰;赖一楠;;机械故障诊断基础研究“何去何从”[J];机械工程学报;2013年01期

5 罗德扬;时域同步平均原理与应用[J];振动.测试与诊断;1999年03期

6 熊诗波;大型复杂机械系统的状态监测和故障诊断[J];振动.测试与诊断;2000年04期

7 郭瑜;郑华文;高艳;吴涛;;基于谱峭度的滚动轴承包络分析[J];振动.测试与诊断;2011年04期

8 刘红星,左洪福,姜澄宇,屈梁生;信号时域平均处理的新算法[J];振动工程学报;1999年03期

9 郭瑜,秦树人,汤宝平;基于分段重叠零相位滤波的阶比跟踪滤波法[J];振动工程学报;2003年04期

10 刘红星,林京,屈梁生,李振武;信号时域平均处理中的若干问题探讨[J];振动工程学报;1997年04期

  本文关键词：基于同步平均和倒谱编辑的滚动轴承故障信号提取技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：279107