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阐述振动筛盲源分离在振动筛轴承故障诊断中运用设计

收藏本文 2024-03-21 点赞:30490 浏览:135899 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着我国经济建设和科学探讨事业的进一步进展,筛分机械设备所涉及的领域与运用变得越来越广泛,对于有原材料生产以及运用的领域,都可以看到筛分机械设备,而在这些筛分机械设备中,最常见和常用的设备就是振动筛。在煤炭工业部门、水利水电部门、交通工业部门、化工部门甚至在环卫部门都已经运用到了振动筛。可以看出振动筛在各个行业部门起着至关重要的作用。而振动筛的轴承部分对于振动筛的正常工作有着重要的作用,其工况不仅影响该机器设备本身的安全稳定运转,而且还会对后续生产造成直接影响,故障严重时会造成重大经济损失,甚至造成机毁人亡的事故,由此对轴承进行故障检验技术与浅析技术显得更加迫切。故障诊断技术是一门新进展的科学领域,还没有形成较为完整的科学系统。由此对探讨的目的、内容范畴的理解,往往与工程运用背景,乃至工程技术人员的专业不同而有很大的差别,所以对现有的故障论述策略还有一些不足之处与难题,而最关键也是最困难的不足之一就是故障特点信号的特点提取。可以这么说,特点提取是当前故障诊断方面中的一个瓶颈不足,它对于故障诊断的准确性和早期预报的可靠性有着很大的联系。而盲源分离论述为振动信号的处理、故障诊断的识别提供了积极地策略。但是正如其他算法一样,它也有自身的限制,其一就是观测数必须大于振动源数,如果不能满足这一前提条件,那么分离最终会造成失败。针对这一限制,本论文提出了基于集合平均经验模态分解的盲源分离算法(EEMD-BSS),该算法能很好的克制这一限制,使得在观测数小于振动源数的情况下也能较好的分离出故障数据,以而达到分离的目的。最后本论文分别利用传统的盲源分离算法和改善的EEMD-BSS算法对轴承的内外圈实验故障数据进行了多通道与单通道的故障特点的分离,都较好的完成了分离任务,说明算法的有效性。关键词:振动筛论文轴承故障诊断论文机械故障诊断论文盲源分离论文独立分量浅析论文特点提取论文集合平均经验模态分解盲源分离论文

    摘要3-5

    Abstract5-10

    1 绪论10-17

    1.1 对振动筛轴承进行故障诊断的探讨10-12

    1.1.1 对振动筛轴承进行故障的必要性10

    1.1.2 对振动筛轴承进行故障的近况10-11

    1.1.3 轴承故障检测常用的策略11-12

    1.2 盲源分离策略的探讨近况12-15

    1.2.1 盲源分离的探讨之进展12-13

    1.2.2 盲源分离策略的概述13-14

    1.2.3 盲源分离技术在振动机械故障诊断中的运用14-15

    1.2.4 盲源分离算法在机械故障诊断中的限制15

    1.3 论文探讨的内容与结构安排15-17

    2 盲源分离的论述基础及算法介绍17-36

    2.1 盲源分离的基本不足17

    2.2 盲源分离的数学描述17-19

    2.2.1 不足描述17-18

    2.2.2 基本检测设18-19

    2.3 熵和信息19-23

    2.3.1 熵19-20

    2.3.2 K-L 熵和互信息20-21

    2.3.3 负熵21-23

    2.4 独立元浅析的历程23-25

    2.4.1 预白化历程23-24

    2.4.2 分离历程24-25

    2.4.3 ICA 基矢量的估计25

    2.5 盲源分离的几种有效算法25-30

    2.5.1 最大熵策略25-27

    2.5.2 最小互信息策略27-28

    2.5.3 自然梯度算法仿真28-30

    2.6 ICA 的快速定点算法的介绍30-34

    2.6.1 快速定点算法的算法步骤31-32

    2.6.2 图像分离仿真实验32-34

    2.7 本章小结34-36

    3 基于改善的 EEMD-BSS 的算法及其运用36-48

    3.1 EMD 算法36-37

    3.2 EEMD 算法37-42

    3.2.1 具体的原理与分解步骤38

    3.2.2 EMD 与 EEMD 算法性能比较的模拟仿真38-42

    3.3 EEMD-BSS 算法的优点及运用42-45

    3.3.1 EEMD 分解的盲源分离算法的思路43

    3.3.2 模拟仿真实验43-45

    3.4 机械源数的估计45-47

    3.4.1 基于 EEMD-SVD 源数估计的策略45-46

    3.4.2 EEMD-SVD 的源数估计步骤46

    3.4.3 仿真实验46-47

    3.5 本章小结47-48

    4 振动筛的滚动轴承故障的特点浅析48-59

    4.1 振动筛滚动轴承的主要失效形式48-49

    4.2 滚动轴承故障的检测策略49-50

    4.3 滚动轴承故障的振动检测法50-54

    4.3.1 振动筛滚动轴承故障频率的计算策略51-53

    4.3.2 振动筛滚动轴承的故障特点频率的计算53-54

    4.4 实验室振动筛中轴承振动受力的浅析54-56

    4.5 振动筛滚动轴承故障频谱浅析56-58

    4.5.1 振动筛内圈频谱特点57

    4.5.2 振动筛外圈频谱特点57-58

    4.6 本章小结58-59

    5 振动筛的轴承故障诊断实验59-76

    5.1 实验采取振动筛的简单介绍59-61

    5.1.1 实验室振动筛的结构59-60

    5.1.2 实验室振动筛的工作原理60-61

    5.2 振动筛滚动轴承故障数据平台的搭建61-63

    5.2.1 故障数据提取历程61-62

    5.2.2 传感器的选择62

    5.2.3 实验所采取的应变测试系统62-63

    5.2.4 传感器的布置63

    5.3 旋转机械滚动轴承内外圈故障的频谱特点63-65

    5.4 BSS 算法在振动筛滚动轴承内圈故障的数据浅析65-70

    5.5 基于 EEMD-BSS 算法在机械故障诊断中的解决案例70

    5.6 基于 EEMD-BSS 算法对轴承外圈故障的单通道盲分离70-75

    5.7 本章总结75-76

    6 总结与展望76-78

    6.1 总结76

    6.2 展望76-78

    致谢78-79

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