發(fā)布時間：2020-07-15 16:51

【摘要】：對旋轉(zhuǎn)機械重要部件進行可靠、全面的性能退化評估已成為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域的研究熱點。本文以型號為6307單列深溝球軸承為研究對象,基于S變換時頻譜探索提取新的更加有效的特征指標將其應(yīng)用到對滾動軸承的性能退化評估中。全文主要內(nèi)容如下:(1)對S變換時頻譜進行了不同角度的復雜度度量。對S變換時頻譜整體進行復雜度度量提出了S-時頻熵;對S變換時頻譜沿時間序列展開進行復雜度度量提出了S-時間熵;對S變換時頻譜沿頻率序列展開進行復雜度度量提出S-頻率熵。通過三種熵值指標的數(shù)學模型仿真分析和全壽命周期加速疲勞試驗數(shù)據(jù)對比分析,發(fā)現(xiàn)三種熵值指標對于滾動軸承各個失效階段的反應(yīng)各有優(yōu)勢,豐富了性能退化評估框架下的特征群。(2)對滾動軸承信號經(jīng)S變換后得到的S時頻譜矩陣進行GLCM熵值特征提取作為最終特征指標,提出S-GLCM熵。通過對S-GLCM熵值指標的數(shù)學模型仿真分析和全壽命周期加速疲勞試驗數(shù)據(jù)對比分析,驗證了該指標的有效性。(3)對滾動軸承信號經(jīng)S變換后得到的S時頻譜矩陣進行SVD熵值特征提取作為最終特征指標,提出S-SVD熵。通過對S-SVD熵值指標的數(shù)學模型仿真分析和全壽命周期加速疲勞試驗數(shù)據(jù)對比分析,發(fā)現(xiàn)該指標對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對滾動軸承進行性能退化評估。(4)將文中提出的有效特征指標(S-時頻熵、S-時間熵、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,對滾動軸承進行CHMM性能退化評估,結(jié)果表明以上方法能夠敏銳的監(jiān)測設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài),能夠準確的判斷設(shè)備的性能退化重要階段。
【學位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH133.33
【圖文】：

圖1.1 5 號線延伸線軸溫監(jiān)測傳感器mperature Monitoring Sensor for Line 5 E工作者對滾動軸承性能退化做了大為設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域的研究熱點[3]�；�特征提取和性能退化評估兩個方面

動軸承基本結(jié)構(gòu)一般是一致的，都包括：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架四種基本結(jié)構(gòu)，如圖 2.1 所示。圖2.1 滾動軸承基本結(jié)構(gòu)Fig.2.1 The basic structure of rolling bearings圖中主要參數(shù)：D：節(jié)徑；d：滾動體直徑；r1：內(nèi)圈半徑；r2：外圈半徑；α：接觸角；z：滾動體個數(shù)。滾動軸承運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、重載荷且潤滑較差的情況下。滾動軸承腐蝕分為電腐蝕和化學腐蝕兩種，通常是由于工作環(huán)境引起的。在滾動軸承裝配過程中，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 滾動軸承加速疲勞壽命試驗臺Fig.2.5 Accelerated rolling element bearing life test rig表2.1 滾動軸承 6307 主要幾何參數(shù)Table 2.1 Geometrical parameters of rolling element bearing 6307型號節(jié)徑D ( mm)滾動體直徑d ( mm)滾動體數(shù)目Z ( 個)接觸角 角度 徑向額定動載荷 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，總共對八個軸承進行了試驗。為了降低軸承之間的信號干擾，選取了最先失效的兩個軸承數(shù)據(jù)作為本文的驗證數(shù)據(jù)。兩個軸承最終的失效形式都以內(nèi)圈嚴重點蝕為主要因素。第一個軸承(記為 B1)共采集了 2469組數(shù)據(jù)，第二個軸承(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：2756762