航天灵敏轴承制造缺陷特征提取方法的研究及软件开发

发布时间：2017-04-15 01:23

  本文关键词：航天灵敏轴承制造缺陷特征提取方法的研究及软件开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：陀螺仪是航天器制导系统中的关键组成部分，其动量轮轴承和框架轴承是陀螺仪中至关重要的零部件。而此类灵敏轴承摩擦力矩的大小、均匀性和平稳性，对保证整个航天系统的性能及系统的运行精度有很大的影响。然而，在轴承实际生产中，常常会出现游隙超差、沟道形状超差、套圈粗糙度超差等制造缺陷，使得轴承工作中摩擦力矩出现大点或者出现“卡死”现象，无法保证轴承摩擦力矩良好的稳定性。由于轴承动态摩擦力矩能直接而灵敏地反映轴承缺陷的特点，所以通过利用合理的方法分析轴承摩擦力矩信号，提取出反映轴承制造缺陷的信号特征，能够判断轴承制造缺陷的类型，为轴承制造工艺的改进提供依据。从而保障航天器的正常运行并减小不必要的经济损失。 本课题采用LSD-I型低速动态摩擦力矩测试仪，对含有缺陷类型为内圈沟道形状超差、外圈沟道形状超差、内外圈粗糙度超差、内外圈磨削丝流及内外圈圆度超差的陀螺仪框架灵敏轴承进行动态摩擦力矩信号采集。综合应用功率谱、概率密度函数和经验模态分解(EMD)等方法对轴承摩擦力矩信号进行时频域分析，提取出轴承的内外圈制造缺陷特征频率。再结合统计学硬性指标分析方法，具体判断出轴承的制造缺陷类型。最终，依据以上分析方法开发出一套适用于该类轴承制造缺陷诊断的软件，初步形成一套针对精密灵敏轴承制造缺陷的智能化诊断方法。 同时，，针对轴承制造缺陷对动态摩擦力矩影响的复杂性，本文在前人分析的基础上，从理论上探讨了随机信号特征提取的多种分析方法，进一步细化了轴承缺陷类型的判断方式，为今后开展更深层次的研究工作奠定了基础。
【关键词】：灵敏轴承 摩擦力矩 制造缺陷特征提取 经验模态分解(EMD)
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：V467;TH133.33
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 引言7
• 1.2 国内外发展研究状况7-9
• 1.2.1 国外发展状况7-8
• 1.2.2 国内发展状况8-9
• 1.3 课题的研究对象及分析方法9-11
• 1.3.1 课题研究对象9-10
• 1.3.2 课题研究方法10-11
• 第2章 滚动轴承摩擦力矩影响因素和轴承的接触频率11-19
• 2.1 滚动轴承采集信号机理及影响摩擦力矩的因素11-14
• 2.2 滚动轴承接触循环次数14-16
• 2.3 滚动轴承的接触频率16-17
• 2.4 本章小结17-19
• 第3章 滚动轴承的缺陷特征提取方法19-35
• 3.1 传统缺陷诊断方法19-28
• 3.1.1 时域诊断方法19-22
• 3.1.2 频域分析方法22-23
• 3.1.3 时频域方法23-28
• 3.2 小波降噪28-30
• 3.2.1 小波去噪原则和去噪方法28
• 3.2.2 小波去噪流程及 MATLAB 软件实现28-30
• 3.3 经验模态方法(EMD 方法)30-34
• 3.3.1 内禀模态函数(IMF)30
• 3.3.2 EMD 的筛分过程30-32
• 3.3.3 EMD 方法的特点及优势32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 滚动轴承的缺陷特征提取35-71
• 4.1 滚动轴承缺陷诊断的试验介绍35-40
• 4.1.1 试验轴承的相关参数35
• 4.1.2 试验轴承的接触频率35-36
• 4.1.3 试验台及其工作原理36-39
• 4.1.4 试验环境及采集操作过程39-40
• 4.2 基于 EMD 和 Hilbert 包络谱的滚动轴承缺陷特征分析40-69
• 4.2.1 试验数据分析流程40
• 4.2.2 83 型滚动轴承缺陷类型结果与分析40-55
• 4.2.3 95 型滚动轴承缺陷类型结果与分析55-69
• 4.3 本章小结69-71
• 第5章 滚动轴承故障诊断软件开发71-79
• 5.1 摩擦力矩诊断软件的设计基准71
• 5.2 LabVIEW 的编程特点及程序构成71-73
• 5.2.1 LabVIEW 设计平台的编程特点71-72
• 5.2.2 LabVIEW 软件的基本组成72-73
• 5.3 诊断软件各模块73
• 5.4 滚动轴承诊断软件界面73-78
• 5.4.1 软件界面73-75
• 5.4.2 结合轴承采集样品进行验证75-78
• 5.5 本章小结78-79
• 第6章 结论与展望79-81
• 6.1 结论79
• 6.2 展望79-81
• 参考文献81-85
• 附录A 83 型另外两种缺陷类型85-90
• 附录B 95 型另外两种缺陷类型90-95
• 致谢95-96
• 攻读硕士学位期间的研究成果96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：307305