基于紋理特征的航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障診斷研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展和智能化科技的不斷進(jìn)步，在供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的背景下，工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)力量，也是供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革的主戰(zhàn)場，由此也對(duì)工業(yè)設(shè)備的安全性和智能化提出了更高的要求。隨著“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”和“互聯(lián)網(wǎng)+”風(fēng)靡中國，由此掀起了一股“互聯(lián)網(wǎng)+制造”的浪潮，帶領(lǐng)我國工業(yè)進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代，也加速了我國工業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型。因此，針對(duì)工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行狀況監(jiān)測與智能故障診斷的研究學(xué)習(xí)是勢在必行的。
　　工業(yè)中的機(jī)械系

2、統(tǒng)高度智能化，組件繁多，其在實(shí)際工程中的運(yùn)行環(huán)境也是十分復(fù)雜苛刻，為完整監(jiān)測到機(jī)械設(shè)備及其組件的運(yùn)行狀況，通常采用多傳感器、多測點(diǎn)的信息采集方式。每個(gè)傳感器所采集到的振動(dòng)信號(hào)通常是各個(gè)組件在運(yùn)行過程中振動(dòng)軌跡的綜合反應(yīng)，加之復(fù)雜的實(shí)際工況以及各個(gè)組件不確定的傳播路徑也增加了采集到的振動(dòng)信號(hào)的復(fù)雜程度。基于某個(gè)特定組件振動(dòng)信號(hào)的某種特征將感興趣的部件的振源信號(hào)分離出來才能夠方便有效地對(duì)所研究的組件進(jìn)行特征提取和狀態(tài)識(shí)別。本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)中

3、最常見也是最關(guān)鍵的組件之一滾動(dòng)軸承作為研究對(duì)象，在充分學(xué)習(xí)了滾動(dòng)軸承的振動(dòng)機(jī)理和信號(hào)特征并對(duì)軸承故障診斷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行一定調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了基于紋理特征的航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障診斷方法。
　　實(shí)際工況中，滾動(dòng)軸承在強(qiáng)噪聲背景下運(yùn)行，采集到的振動(dòng)信號(hào)是滾動(dòng)軸承以及周圍組件和噪聲的綜合反映。因此，從滾動(dòng)軸承的故障機(jī)理入手，通過計(jì)算不同故障的軸承故障頻率，并根據(jù)振動(dòng)信號(hào)的頻域分析可以有針對(duì)性的提取出滾動(dòng)軸承的故障信息。然而，在強(qiáng)噪聲

4、背景以及復(fù)合故障多發(fā)的實(shí)際工況中，傳統(tǒng)的基于滾動(dòng)軸承的頻率特征提取和故障診斷方法的應(yīng)用很受限?；谡駝?dòng)信號(hào)的紋理特征的特征提取和故障診斷方法對(duì)于提高復(fù)合故障的識(shí)別精度，增強(qiáng)滾動(dòng)軸承在復(fù)雜工況中的故障特征提取能力具有重要作用。圍繞航空發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障診斷，本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1)從工程應(yīng)用和理論分析的角度著手，闡述了論文的選題背景。分析了國內(nèi)外基于頻率特征和基于紋理特征故障診斷研究工作的發(fā)展情況，通過閱讀大量文獻(xiàn)提取了當(dāng)

5、前狀態(tài)檢測與故障診斷領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的問題，從而有的放矢的開展研究工作，交代本文研究的思路和大綱。
　　2)在深入了解滾動(dòng)軸承振動(dòng)機(jī)理與信號(hào)特征的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)了滾動(dòng)軸承故障主要形式及原因，以及特征頻率的計(jì)算等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)研究提供理論基礎(chǔ)。
　　3)在學(xué)習(xí)了基于傳統(tǒng)的一維信號(hào)特征頻率的特征提取基礎(chǔ)上，對(duì)目前比較新的經(jīng)驗(yàn)小波變換和變分模態(tài)分解做了理論學(xué)習(xí)后引入到航空發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承故障診斷研究中，并對(duì)變分模態(tài)分解算法進(jìn)行了參