基于小波包變換與粗糙集的滾動軸承故障診斷研究.pdf

1、太 原 理 工 大 學(xué) 碩 士研 究 生 學(xué) 位 論 文基 于 小 波 包 變換 與粗 糙 集 的滾 動 軸 承 故 障診 斷研 究摘 要滾 動 軸 承 作 為基 礎(chǔ)零 部件 在機(jī) 械 設(shè)備 中起 著 承 受載荷 、 傳 動 載 荷 的作用 ，是傳 動 系 統(tǒng) 中最 關(guān)鍵 和 重要 的部件 ，同時 由于其 工作 環(huán)境 較惡 劣 ，也是 最 容 易發(fā) 生 故 障 的部件 ，因此 ，分 析研 究軸 承 故 障診 斷技術(shù) 具 有 重大 的科

2、學(xué) 意義和現(xiàn) 實意義 。傳 統(tǒng) 的軸 承 故 障診 斷方 法 是對 滾 動 軸 承 的振 動信 號通 過 快 速 傅 里 葉變 換 (FF T) 進(jìn) 行 頻 域 分析 來 識 別 故 障 的， 嚴(yán) 格 地 說 這種 方 法 只 適 合 分析 平穩(wěn) 的和 具 有 高 斯 分 布 的信 號 ， 而 滾 動 軸 承 的 故 障 信 號表 現(xiàn) 為 非 平 穩(wěn) 性 ， 且故 障特 征 較 微 弱 ， 因此 診 斷起 來 往 往 比較 困難 。小

3、波 包 變 換 是 一 種 具 有 較強(qiáng) 的弱信 號分辨 能力 的時頻 分析 技術(shù) ， 與傳 統(tǒng) 的 FFT 頻域分析 技術(shù) 相 比具有 多 分 辨 分 析 的特 點(diǎn) ，能夠 更有 效 地提 取 信 號 的故 障特 征 。小波 包 變換 在信 號低 頻 部分具有較 高 的頻率分辨 率和較 低 的時 間分辨率 ， 在信 號 的高頻部 分 具 有 較 高 的時 間分辨 率和 較 低 的頻 率 分 辨 率 ， 被稱 為信 號 分析 的 “ 顯

4、微 鏡 ” 。 利 用 小波包 分解 技 術(shù)對 動 態(tài) 系統(tǒng) 的故 障進(jìn) 行檢測 與診 斷可 以取 得良好 的效 果 。但 是 小波包 變 換 也存在 很 多不足 之 處 ， 例 如在 利用 小波包 變 換 進(jìn)行 故障 診 斷 時 需要 具 備 一 定 的先 驗 知 識 ， 如軸 承 的 結(jié)構(gòu) 參數(shù) 、機(jī)器 轉(zhuǎn) 速 和 計 算特 征頻 率 的理論 公式等， 而機(jī) 器 在運(yùn)行過程 中轉(zhuǎn)速 總會存在波 動甚 至是較大 的變 化 ， 與 轉(zhuǎn)速

5、 相 關(guān) 的特 征 頻 率 也 會產(chǎn) 生一 定 的波動甚 至是較 大 范 圍 的跳 躍 ; 其 次 ，對 于很 多類 型 的滾 動軸承 ，由于計 算 它們特 征頻 率 的 理論 公太 原 理 工 大 學(xué) 碩 士研 究 生 學(xué)位 論文F A I幾 T D IA G N O S IS O F R O L L IN G B E A R IN G B A S E DO N 認(rèn)叭V E L E TR A C K A G ET R A N S F

6、O … 側(cè)MA N DR O U G HS E TT H E O R YA BS T R A C TA s a 允 n d am en ta le o m P o n en tP art，th ero llin gb earin gP lay in garo leinb e a rin gan dd riv in glo adam o n gth em eeh an ie a ld ev iee s， it15th em o stP i

7、v o tala n dim P o rtan tP a rtinth etra n sm issio nsy ste m . M e an w h ile ， d u etoab a dw o rk in gen v iro n m en t， it15v e 卿 e a syfo rro llin gb e arin gtob re a kd o w n .T h e re fo re ，th ean aly sisan dstu

8、d yo fro llin gb e arin gfau ltd iag n o siste eh n iq u eh a sanim P o rtan tlyse ien tifiean dre alistiem e an in g .T h etra d itio n alm e th o do fb a llb e a rin gfau ltd ia g n o sis15toan a ly z eo nv i brati ons

9、ignalofrol l i ngb eari ngw i t hF F T-b ased (fastF ouriert ransform )frequeneydom ai noreeP st o mtoi dent ifyt hefaul ts. E xaet l ysPeaking， i t1 5o n lysu itab lefo ran a ly z in gth este a d ysig n a lsw ithth eG a

10、u ssia nd is trib u tio n(t henorm alProbabi l i t ydi st ri but ion). H ow ever，t hefai l uresi gnalo frol l i ngb e arin g15u n ste ad yan dth efau ltfeature15g e n erallyfain t，h en e eit15q u ited iff i eu ltfo rth e

11、trad itio n a lm e th o dtod ia g n o seth efau lts. 協(xié)角v e le tP a ek a g et ransform1 5aJT FA (Joi ntT i m e一 Frequ encyA nal ysi s) teehni quew i t ht hecaPabi l i t yofidenti fyi ngt hest rongerw eaksignal sandhast he