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滚动轴承故障诊断的多参数融合特征提取方法研究

李少军  
【摘要】:摘要:设备状态监测与故障诊断技术是一种了解和掌握设备在使用过程中的状态,对设备运行的状态异常进行监测并对故障类型进行判断的技术。作者所在团队在服务于神华集团准格尔露天煤矿矿铲设备的故障诊断项目时发现:作为矿用设备代表的矿用电铲,其工作条件有环境恶劣、工况复杂变化,工作模式多样等特点。其中滚动轴承承受的压力最大,长期工作于变转速的状态,最容易发生损坏。因此,研究能够适应变转速条件的轴承故障诊断技术非常必要的。 本文的主要研究内容与工作如下: 首先,对滚动轴承的失效形式及其故障诊断方法进行了分析,通过分析时域特征参数对于故障信息的敏感程度,提取了峭度指标等作为本文故障诊断的有效特征参数。 其次,对轴承转速改变的情况下的振动信号进行分析。因为峭度指标等无法完成振动波形复杂度表征,所以加入了近似熵和功率谱熵作为补充,进而提出了融合多参数的滚动轴承故障特征提取方法。通过求待检测波形相对于特征参数指标的距,确定故障类别和故障程度。此方法不仅能较准确的分辨出故障类型,而且能够避免转速对故障诊断结果的影响,经试验证实是切实可行有效的。 再次,分别对三维特征指标距和六维特征指标距的诊断效果做了对比分析,从理论上分析了维数的增加对故障诊断效果的影响并利用试验加以验证。提出了加权优化的办法来提高诊断的可靠性。 最后,在实验室中模拟变转速情况下的振动波形,利用本文提出的特征参数指标距的方法进行诊断分析。得到了较好的结果,证明该方法在变转速下对故障诊断的有效性。


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