基于小波理论和循环统计量分析滚动轴承故障诊断

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1、致谢首先，我要衷心的感谢给予我最大关怀和帮助的我的导师——李雅梅副教授。李老师的悉心指导和谆谆教诲，使得我可以顺利的完成2.5年的硕士研究生学业，在此期间，李老师尽可能的为我创造了良好的学习气氛及试验条件，使我受益匪浅，很大程度上提升了自己的开创性思维和对实际问题的处理能力。而李老师敏锐的学术思维和严谨的教学态度，以及平易近人的品质深深影响着我，潜移默化地将让我终身适用。作为李老师的学生，我十分荣幸。在攻读硕士期间，还有很多的老师、同学和朋友给了我很大的帮助。感谢丁宗富、杜晶、鄂晓雪、邓明等同学给我的帮

2、助，和他们在一起学习、工作和生活，都让我非常的受益。感谢我的父母一直以来对我的信任和支持，你们无私的爱和奉献是我拥有的最大的财富，也将继续鼓舞我一直向前。最后，感谢文章所有引用的参考文献的作者们，以及利用宝贵的时间对本文评审的专家，谢谢您们！摘要滚动轴承是旋转设备中最为常用且关键的器件，其能否正常工作直接影响整个机械设备，甚至生产线的运行状态和职工的安全等等。因此，研究轴承的诊断技术，有利于避免事故的发生以及维修体制的变革，具有非常重要的理论价值和实际意义。由滚动轴承自身结构的对称性，以及旋转（往复）的

3、运行方式，使得当其发生损伤时引起的冲击调制现象，导致振动信号呈现循环平稳的特性，从而本文深入地研究了基于循环统计量分析的滚动轴承的振动信号的特征提取的方法。主要内容有：1）详细讨论了循环统计量理论，以及它们地解调性能。通过对Hilbert变换包络解调和CAF解调性能的比较，得出CAF对于滚动轴承振动信号具有更好的分析效果，并且通过计算循环频率等于故障特征频率时的CAF，简化计算，然后对其取模、FFT变换能够提取特征信息。2）旋转机械的早期损伤会引起非常微弱的冲击调制，往往淹没在强大噪声信息当中，应用小波

4、理论来对早期微弱信息进行强化，也就是强化早期信号的微弱的循环平稳的特性，也为继续对信号做循环谱分析做好充足准备。3）最后，通过多个试验研究，对轴承不同类型的故障，分别做了功率谱、包络谱和循环谱分析，对比分析结果，验证理论研究成果地正确性及有效性。关键词：循环统计量；小波理论；滚动轴承；特征提取；故障诊断-I-AbstractRollingisthemostcommonlyusedinrotatingequipmentandkeycomponents,Itsworkingconditionhasinflu

5、enceonworkingsafetyinindustrydirectly.Soitisverysignificanttoresearchonbearingconditionmonitoringandfaultdiagnosistechniques,especiallyforbearingearlyfault.Bythesymmetryofthestructureandoperationmodeofrotationandreciprocating,Sothatwhentheinjuryoccursdue

6、totheimpactofmodulationphenomena,resultinginthevibrationcharacteristicsofcyclostationarysignalspresentedtoin-depthstudyofthecirculationstatisticsbasedontheanalysisofrollingbearingvibrationsignalfeatureextractionmethod.Followingmajorelements:1)Detaileddis

7、cussionofthetheoryofcirculationstatistics,andtheirplacesdemodulationperformance.DemodulationperformancebycomparingtheHilberttransform,envelopedemodulationandCAF,showthattheCAFfortherollingbearingvibrationsignalsobtainedwithabetteranalysisofresults,andbyc

8、alculatingthecyclefrequencyequaltothefaultcharacteristicfrequencyoftheCAF,tosimplifycalculations.Itsmodulus,FFTtransformtoextractfeatureinformation.2)Earlydamageofrotatingmachinerycancauseaveryweakimpactmodulation,informat