基于时间序列分析的滚动轴承的故障诊断

本论文主要研究了滚动轴承故障诊断的几种方法,其中有传统的也是经典的信号分析方法——时域分析法和频域分析法;主要介绍了现代的信号分析法——时间序列分析法。滚动轴承是旋转机械中最常见的零部件,它的运行状态直接影响到整台机器的性能。本文以精密机车滚动轴承故障诊断为背景,首先,分析了滚动轴承的故障机理和振动特征。其次,介绍了时域分析、频域分析中的一些常用的方法和时间序列分析等多种滚动轴承故障特征提取方法。滚动轴承振动信号具有背景噪声强、不同故障引起不同特征振动的特点。尤其是损伤类故障,不但会引起低频冲击振动,还会激起轴承系统的高频固有衰减振动。损伤故障激起的固有振动频率不是固定不变的,故障的不同阶段、不同部位、不同形态都会引起不同频率的固有衰减振动。时域参数监测常用以判断轴承是否存在故障。功率谱分析可以精确诊断滚动轴承结构和加工装配误差类故障。时间序列分析能通过建立时序模型,从谱图上来更清晰的看出故障的谱峰。针对滚动轴承早期损伤类故障,在研究比较多种轴承故障诊断方法的基础上,本文主要介绍了时间序列分析法——一种比较现代的方法,以及时间序列分析法在信号处理方面的优点。