1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1研究目的及意义
轴承是当代机械设备中一种重要零部件。轴承用于支撑轴颈,有时也用来支撑轴上的回转零件。按运动元件摩擦性质的不同,轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。在所有的机器设备中,几乎都存在着零部件之间的相对旋转运动。因此,轴承作为支撑旋转零件并减少旋转摩擦阻力的一种通用且精密的部件,其地位和作用是不言而喻的。它覆盖了电力,石化,机械,航空,航天,铁路运输等各个行业与领域,特别是高速运转的机械更是离不开轴承。但同时,轴承也是最易于损坏的部件之一。这是因为轴承在机械设备运行过程中起着承受和传递载荷的双重作用,且经常受到来自外部的牵引力和冲击力。
轴承的工作状态直接影响整机的性能(如精度,寿命,安全性,可靠性等)。因此,对轴承工作状态监视及故障诊断技术的研究工作越来越受到人们的重视,并成为保证机械良好工作的一个重要措施。轴承故障诊断的推广不但从根本上改变了原有设备的维修制度,而且在保证设备安全运行,消除设备事故方面起着巨大作用。机械在轴承出现故障后和拆下前这段时间内工作精度下降,或者未到维修时间就出现严重故障,会导致整个机械出现严重事故。由此看来,滚动轴承故障的准确诊断可以减少或杜绝事故的发生,最大限度地发挥轴承的工作潜力,节约开支,具有重大意义。随着信息化时代的到来,计算机、网络、通信等技术迅猛发展,机械设备运行状态的监测已经发展到采用先进的传感技术,计算机和信息处理技术。
2. 研究的基本内容与方案
在制造车间机械设备中,轴承的应用最为广泛的一种通用部件,它的运行状态是否正常,往往直接影响到整台机器的性能。根据采集到的数据对轴承进行故障诊断与预知维修具有重要的意义。本设计的基本内容是根据已知轴承相关数据提取特征参数建立数据训练集以及测试集,利用支持向量机算法建立预测模型对测试集进行分类预测,获取轴承是否故障以及故障类型等信息,为诊断以及维修提供帮助。
本设计主要研究滚动轴承的故障诊断,最基本的理论依据是从滚动轴承的基本结构以及主要失效形式出发,对其振动机理进行研究分析。主要以滚动轴承的基本结构和常见失效形式为出发点,对轴承运转中的振动类型以及典型故障的振动特点进行深入研究。并给出轴承各部件的固有频率及其故障特征频率的计算表达式,了解轴承故障时的数据特点,提取准确有效的数据特征。
最后,从统计学理论出发,在支持向量机的理论基础上,针对滚动轴承故障诊断这种多类别分类决策问题,具体分析支持向量机的工作原理,利用matlab编程实现一个基于svm的轴承故障诊断系统,获取实验所需的多组训练数据以及测试数据。针对各组测试数据,分析不同核函数等参数对svm分类准确性的影响。最后重点研究径向基核函数中的参数对支持向量机性能的影响,并详细给出参数的寻优方法。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。确定方案,完成开题报告。
第4-5周:熟悉掌握基本理论,完成英文资料的翻译,熟悉开发环境。
第6-9周:编程实现各算法,并进行仿真调试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]雷继尧,丁康.轴承故障诊断1991.07
[2]周涛涛,刘彦,彭伟才,朱显明.基于eemd和svm的滚动轴承故障诊断2014
[3]李伟,韩振南.基于改进阈值函数及svm的滚动轴承故障诊断[j].2015
