（机械工程专业论文）货车滚动轴承故障检测仪的研制.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着铁路货车提速重载战略的进一步实施，货车的运行安全面 临着较大的压力，以科学、先进的技术装备来保证铁路运输安全已 经成为铁路科技发展战略中的重要组成部分。货车滚动轴承作为铁 路货车的关键部件，其装配误差( 不对中，不平衡) 及运行过程中 出现的各种故障( 点蚀、剥离、裂纹、润滑不良等) 在运用中会产 生冲击并加速轴承的疲劳缺损。在目前高速、重载的运行条件下， 轴承故障会快速发展为燃轴、切轴这样的恶性事故。因此，我们迫 切需要应用现代检测技术实现对轴承故障准确、自动检测，把故障 轴承卡在发车之前。 本文所研究的轴承故障检测仪采用冲击脉冲测量技术、频谱分 析和聚类分析故障识别技术等综合检测分析方法，建立轴承故障的 特征向量模型，对车辆轴承的运用状态做出准确判断，解决现场( 列 检、段修、站修等) 车辆在轴承不分解、低速工作状态下轴承故障 检钡8 的技术难题。研究轴承部件缺陷引起轮对结构共振的特征及规 律，建立数学物理模型；研究特征信号幅度与转速和载荷的关系； 研究在额定转速和额定载荷条件下特征信号幅度与缺陷大小的对应 关系：在大量运用试验基础上，建立轴承不分解振动冲击信号检测 的技术标准，以逐步取代以轴承分解及外观几何检查为基础的轴承 检修、运用的技术标准。为方便现场使用，分别为列检、段修和站 修设计了辅助的起车和驱动装置，以及计算机轴承故障信号分析及 数据管理系统。 本文通过系统地分析和研究，确定了轴承故障检测仪的检测技 术方法，完成了相关硬、软件及辅助装置的设计。为验证所设计的 检测仪器对轴承故障的识别准确性，我们进行了大量的现场试验， 通过对现场轴承的检测及分解，检测仪器能较为准确地判别出故障 轴承，基本实现了设计之初所需要达到的在轴承不分解状态下实现 故障诊断、检测技术满足现场使用的要求，具有较高的准确率、仪 器便于携带，操作简单，性能稳定可靠、可以与计算机进行通讯联 接，实现数据管理和分析等基本功能。 关键词：滚动轴承：故障诊断；冲击脉冲：频谱分析 西南交通大学硕士研究生学位论文 第l 页 r e l a t e t o i nag r e a td e a io fu s a g ee x p e r i m e n tf o u n d a t i o nu p ，b u i l du p t h eb e a r i n g sn o tf e s 0 1 v et h et e c h n i q u eo ft h ev i b r a t i o ni m p a c ts i g n a l e x a m i n a t i o ns t a n d a r d ，t or e p l a c eg r a d u a l l yw i t ht h eb e a i i n g sr e s o l v e a n de x t e r n a ia p p e a r a n c cs e v e r a lc h e c kf o rt h eb a s a lb e a r i n g sc h e c k st o f i x ，u s a g eo ft e c h i q u es t a n d a r d u s eo nt h es c e n ef o rt h ec o n v e n i e n c e ， t h ed i f f e r e n c ec h e c k sf o rt h er o w ，t h es e g m e n tf i xa n ds t 0 0 dt of i xt o d e s i g na s s i s t a n c eo fs i n c ec a ra n dd r i v et h ed e v i c e ，a n dt h ec a l c u l a t o r b e a r i n g sb r e a k sd o w nt h es i g n a la n a l y s i sa n dd a t am a n a g e m e n ts y s t e m t h i st c x tp a s ss y s t e m a t j c a l l ya n a l y t i c a la n dr e s e a r c h ，m a d es u r e t h a tt h eb e a r i n g sb r e a k sd o w nt h ee x a m i n a t i o nt e c h i q u em c t h o do f e x a m i n et h ei n s t r u m e n t ，c o m p l e t er e l a t e da n dh a r d ，s o f t w a r ea n dl e n d s u p p o r tt ot h ed e s i g no ft h ed e v i c c b r e a kd o w nt ot h eb e a r i n g sf o rt h e e x a m i n a t i o ni n s t r u m e n tt h a tv e r i f i c a t i o nd e s i g no fi d e n t i f yt h ea c c u r a c y w ec a 玎i e do nag t e a td e a lo fs p o tt oe x p e r i m e n t ，p a s s i n gt h er e q u e s tt o t h es p o tt h ee x a m i n a t i o no ft h e b e a r i n g s a n dt h e d e c o m p o s i t i o n ， e x a m i n et h ei n s t r u m e n ta n dc a nc o m p a r et od i s f i n g u i s hab r e a k d o w n b e a r i n g sa c c u r a t e l y ，b a s i c a l l yc a r r i e do u tt 0d e s i g i tt h eb e g i n n i g n e e d st ob ea t t a i ni ni h eb e a r i n g sn o tt 0r e s o l v et h ea p p e a r a n c et ob r e a k d o w nt h ed i a g n o s i su n d e rt h er e a l i z a t i o n ，t h ee x a m i n a t i o nt h et e c h n i q u e s a t i s f y t h e s p o t t h e u s a g e ， h a v i n g t h e h i g h e r a n da c c u r a t e r a t e ， i n s t i u m e n tc a s yt 0t a k e ，o p e r a t ei nb f i e f ，f u c t i o ns t a b j i i t yc r e d i b i l i t y ， c a nc a r r yo nt h ec o m m u n i c a t i o 丑c o n j u n c t i o nw i t hc a l c u l a t o r ，c a r r yo u t t h ed a t am a n a g e m e n ta da n a l y z et h eb a s i cf u c t i o no fe t c k e yw o r d s ：r o l l i n gb e a r i n g s ； m a l f u n c t i o nd i a g n o s i s s h o c kp u l s e ： s p e c t r a la n a l y s i s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 障时，就会引起冲击。对轴承振动信号进行幅域处理最常用的有量 纲指标是均方根值( r m s ) 和峰值( p e a k ) 。 均方根值信号 x i ( i = 1 n ，n 为采样点数) 的均方根为 艘埘t ( 1 ，罗觚2 ) u 2 符 峰值设利用某一峰值计数法已从 x i 的n 个值中找出n 个峰值 x p j ( j = l n ) ，则 x i 的峰值指标为 船! 瞰一1 ，l 罗砌 筒 峰值因子c - 船础船珏舔 利用峰值因子参数指标可以实现对滚动轴承的简易诊断。 因此轴承故障在旋转运动过程实际是一种典型的冲击激励，会 在很宽的频带范围有响应，采用的振动传感器为压电式加速度传感 器，内藏电荷放大器，并且运用了i c p 技术。为了便于信号的长线 传输，信号以电流方式调制在供电电源上( 如图2 3 所示) ，其中 灵敏度：l o 4 0 m v g ； 分辨率：o 0 0 6 m s2 ： 频响特性：o 5 h z 5 k h z ： 加速度范围：l5 0 0m s 2 ( p e a k ) ： 幅值线性： 1 。 f ，l 珊 c 枷鼬f ( 加啦) 图2 3 振动传感器的特性曲线 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 6 页 第三章技术方案设计 3 1 总体方案设计 仪器的藩攫埔溜臀瑙魁爝忑潆强；谢溜蝣篷蹬菲螯；鼓曼粪 矩蜒孵，孽售婆丽砸丢。 薹；囊雾萋羹羹 纠酗# 麴鬟菊教辗丽馨爵臻滤冀。弧簸柞的积蛆酲囊藻嗡瑙增 积m 等席鞠蹦j 影弑刘钔剖掣肼袒p 囊型銎蓼副更强缎蟛? | ! 鹄靳瞄酐饽稚铂稚和孙嗣；簿翅需g 玎怖鹾基霪憾澎骘 一鏖耋i 伤引起的 高频冲击振动由冲击点以半球面波的方式向外传播，冲击振动所包 含的频率很高，通过不同零件联结的界面一次，其能量就损失约百 分之八十左右，因此在测点选择时应尽量减少中间界面，尽量减少 测点与轴承外圈的距离。 综合以上分析，本仪器对轴承故障： 寺征的算法以随机信号的 功率频谱估计方法为基 础，以与轴承故障密切相关的功率谱“高频 峰群”为特征信息，采用聚类分析法，对轴承故障进行识别。同时 设置足够长样本长度，保证轴承在低速转动过程中所采集到的故障 特征波形周期性出现，而非单次出现，这可以有效消除振动干扰， 提高故障识别准确度。 x 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 8 页 图3 一l 程序系统功能结构图 3 3 2 模块设计说明 3 3 2 1 全局对象 本系统将定义下列全局对象，如表3 1 所示： 类型定义文件实例名描述 打开串口，完成接收、发送 cc o m mcc o m m hmc o m m 信息等工作。 c d a t a b a s e i hd b 加密、解密数据文件，进行 d a t a b a s c 各种数据操作 cc s y s t e m a p p sy s t e m a p p h t h e a p p 主程序的实例对象。 i l o 缸【1 0 2 4 】f f t ，c p p mx l 用于波形的f f t 变换计算。 f l o a l 【1 0 2 4 】f f l c p p mx r 用于波形的f f t 变换计算。 表3 1 3 3 2 2 公用函数的引用 v o i dd e l a y ( c l o 比一tw a “) c s y s i e m a p p c p p 全局对象定义表 控制延时 v o i df f t ( u n s i g n e dn f f i ，i n ti n v ，f i o a tx r 【1 ，f l o a tx i 【】) 进行f f t 变换 f f l c p p v o i df i i c er c o n v ( s p e c t + p s p i ，i n tf i l i e r h z ) 分析处理波形数据。 f f t c p p 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 2 页 表3 6货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统查询数据模块 系统名称：货车滚动轴承故障检测仪数据分 系统识别；o l 析管理系统 模块编号：2 。0 2 模块名称：编辑数据 功能概 根据用户输入的备注和故障原因，修改报表中被选中的一条或多条 结果。 述 i ： 用户在编辑数据集面版输入故障原因和各注内容，点击保存修 改按钮。 i p o p ： 1 、检查选中数据的数目，如为0 则提示用户。 过 2 、如果选中多条数据，则警告用户所做的修改会作用于多条数据。 程 3 、修改被_ 选数据的内容。 4 、刷新报表。 o ： 提示操作成功或失败。 数据表 d a t a l d a t a 4 引用表 操作表 编制 日期 表3 7 货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统编辑数据模块 l 系统名称：货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统系统识别：0 1 模块编号： 2 03 模块名称：删除数据 功能概 删除用户选中的数据。 述 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 3 页 r ：用户选中报表或日期索引面版中的数据，按下删除按钮。 p ： 1 、检查当前用户的权限级别是否允许删除操作，如不允许则 弹出警告窗口。 i p 0 2 、弹出确认删除对话框。 过 3 、如用户选是，则删除数据。 程 4 、刷新报表。 5 、将操作写入日志。 o ： 提示操作成功或失败。 数据表 d a t a l ，d a t a 2 d a t a 3 引用表 操作表 编制日期 表3 8货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统删除数据模块 系统名称：货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统 系统识别：0 l 模块编号：3 0 1 模块名称：导出成数据文件 功能概 将当前选中的数据导出到指定的数据文件。 述 i ：用户选中报表或日期索引面版中的数据。按下导出按钮。在 i p o 生成的文件对话框输入路径和文件名并按确定。 p ： 1 、检查选中数据数量是否为0 ，如是则提示用户。 过2 、检查用户指定的文件是否存在，如存在则计算操作会否超出容 量限制，如不存在则生成新的文件。 程 3 、将选中数据写入指定的文件。 o ： 提示操作成功或失败。 数据表d a t a l d a t a 4 引用表 操作表 编制 日期 表3 9 货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统导出数据模块 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 5 页 表3 1 l货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统打印模块 系统名称：货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统系统识别：0 1 模块编号： 4 0 l 模块名称：串口设置 功能概 设置程序使用的串口和串口的波特率。 述 i ：用户选择串口和波特率。 i p o p ： l 、如正在进行数据传输，则等待本次传输完成。 2 、关闭串口。 过 3 、设置串口。 程 4 、重新打开并监控串口。 0 ： 提示操作成功或失败。 数据表 引用表 操作表 编制 日期 表3 1 2货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统串口设置模块 系统名称：货车滚动轴承故障检测仪数据分析管理系统系统识别：o l 模块编号：4 o z 模块名称：故障类型管理 功能概 添加、删除或编辑故障类型。 述 i ： 用户选择一条故障类型。选择添加、删除或编辑的操作。 p ； l 、如未选中故障类型，则提示。 i p o 2 、如操作为删除，则弹出确认对话框。 过 3 、如操作为添加，则检套是否超过2 5 5 条的总量限制，超过则提 示用户。 程 4 、对故障类型数据做出指定的修改。 5 、刷新显示。 o ： 提示操作成功或失败。 数据表d a t a l ，d a t a 4 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 8 页 图3 6 f f t 波形界面图 菜单界面如图3 7 所示 图3 7 菜单界面图 串口设置界面如图3 8 所示 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 0 页 日期数据总量正常故障故障率 1 至3 1 号 总计 表3 1 6 月故障率报表 3 3 4 数据结构设计 3 3 4 1 软件系统与轴承检测仪通讯的数据结构。 一次完整的数据传输过程如下： 1 、仪器首先上传3 个字节的起始码；“2 1 4 ”， 2 、软件接收到起始码后，延时1 0 0 毫秒，回传3 个字节的应 答码：“2 1 4 ”。 3 、延时5 0 毫秒后，仪器上传2 个字节的u n s i g n e ds h o r t 类型 的仪器机身号数据；接着是一个字节的u s i g n e dc h a r 类型的条目 总量数据，这个数据表示本次要上传的数据条目总量；接着就是连 续的多条数据，数据条数为之前上传的条目总量数据的值每条数 据由一个f a u l t r e c 数据结构，和长度为1 0 2 4 字节的c h a “1 0 2 4 1 格式的波形数据，前后相连构成。f a u l t r e c 数据结构的定义如 r ： t y p e d e fs t r u c t c h a rn u m 【6 】； ，车次 u c h a rl e n ； 长度，这里为l ( k ) ，即1 0 2 4 点 u c h a fs a m p h z ； 采样频率( k h z ) u c h a rg a i n ； ，增益l ，2 ，4 u i n te a v ； 区域外平均值 u i n lf a v ； ，区域内平均值 u i n tf m v ； 区域内最大值 u i n tm a x h z ； ，最大值时频率 u i n tm a x v ； ，最大值 u j n tr e s u l i ； 等级( f a v e a v ) 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 0 页 日期数据总量正常故障故障率 1 至3 1 号 总计 表3 1 6 月故障率报表 3 3 4 数据结构设计 3 3 4 1 软件系统与轴承检测仪通讯的数据结构。 一次完整的数据传输过程如下： 1 、仪器首先上传3 个字节的起始码；“2 1 4 ”， 2 、软件接收到起始码后，延时1 0 0 毫秒，回传3 个字节的应 答码：“2 1 4 ”。 3 、延时5 0 毫秒后，仪器上传2 个字节的u n s i g n e ds h o r t 类型 的仪器机身号数据；接着是一个字节的u s i g n e dc h a r 类型的条目 总量数据，这个数据表示本次要上传的数据条目总量；接着就是连 续的多条数据，数据条数为之前上传的条目总量数据的值每条数 据由一个f a u l t r e c 数据结构，和长度为1 0 2 4 字节的c h a “1 0 2 4 1 格式的波形数据，前后相连构成。f a u l t r e c 数据结构的定义如 r ： t y p e d e fs t r u c t c h a rn u m 【6 】； ，车次 u c h a rl e n ； 长度，这里为l ( k ) ，即1 0 2 4 点 u c h a fs a m p h z ； 采样频率( k h z ) u c h a rg a i n ； ，增益l ，2 ，4 u i n te a v ； 区域外平均值 u i n lf a v ； ，区域内平均值 u i n tf m v ； 区域内最大值 u i n tm a x h z ； ，最大值时频率 u i n tm a x v ； ，最大值 u j n tr e s u l i ； 等级( f a v e a v ) 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 1 页 u i n tp o s ：1 k 波形在6 0 k 样本中的位置 c h a rc a r n u m 【2 】；辆数 c h a rc a r n o 2 】；编组号 c h a rs i d e ： 左右侧，o ：左1 ：右 c h a ra x i s n o 2 】； 轴位 c h a rw a r v a l ；结果 c h a rr e s e r v e d 【1 】；保留 u c h a rs e c o n d ：，秒 u c h a rm j n u t e ： 分 u c h a rh o u r ： ，时 u c h a r d a y ； 日 u c h a rm o n t h ：月 u c h a r y c a r ：，年 c h a rn r e s e r v c d 【2 6 】； 保留 ) f a u i j r e c ； 3 3 4 2 数据库表结构。 数据库共设4 张表，其中表d a t a l ，d a t a 2 ，d a t a 3 ，d a t a 4 ， 存储在隐藏文件d a t a d a t 中，表d a t a 3 的日志数据仅供开发者使 用，存储在隐藏文件l o g a d b 中。 1 、测量数据表：d a t a l ，存放仪器上传的所有测量数据。( 如 表3 17 所示) 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 2 页 宇段名存放内喜盎据类型 长度( 字节) 车次 被形盎据长度( 单位k b l i ) u l o n g 采样霸卑 b y t e 增盏( 】，2 ，4 )b y t b 区墟井平均值u i i 区境内平均位 f m v匡城内量丈值u i i 量大擅时鞭摹 量太值 rc u l i 等瑗 l k 波形在6 0 k 样车中位t c 口r n u m辆散 墒培号 x js n o 轴位( 实际值不超过1 0 0 轴位为右时 + i0 0 ) w a l v 1 蛄果，1 为正常2 为故障 舅量时耐何 j 0 4 9 仪器机身号u i n t 搜形敷据 0 1 t 对童无豫相 数据救入缸据库的时闻 0 4 9 表3 1 7 测量数据表 2 、帐号表；d a t a 2 ，记录管理员用户及其他用户的帐号信息。 ( 如图3 1 8 所示) 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 6 页 级贴片封装器件减少电路的整体体积，提高抗震性能和电磁兼容 性；采用模块化设计方法，各模块单独供电，并具备电源关断功能， 如传感器供电电源在采样时启动，采样完成则关断。这可有效降低 功耗。 3 4 3 软件设计 故障识别算法依靠程序实现，软件至关重要。采用嵌入式集成 开发环境和c 语言编写程序主体，而对时序要求严格部分采用汇编 语言，提高程序设计的灵活性；并增加软件冗余，有效防止程序运 行中受干扰出现跑飞现象。 3 5 辅助起车和轴承转动装置设计 按照铁路现场使用需求，检测系统可分为站修型和列检型，主 要差异在于辅助起车及轴承转动装置的设计不同。作为一种铁路现 场检测设备，装置设计的基本原则是：要满足现场对于工作效率的 要求，便捷、快速地完成检测功能；要求设备的工作安全可靠。而 现有设备在这两方面都做得不尽如人意，给现场操作人员使用带来 诸多不便。 在大量现场调研基础上，经过多次的反复试验，货车滚动轴承 故障检测仪的配套起车及轴承转动装置采用以下方式： l 、自适应调节机构： 采用弹簧柔性机构合理地解决了驱动摩擦轮于轴承外圈之间 的径向压力过大问题。液压千斤顶的顶出高度越高，驱动摩擦轮与 轴承外圈之间的径向压力也越大，弹簧柔性机构的变形也就越大， 从而使径向压力保持在一定的可控范围内而不至于过大。径向压力 的变化范围可通过弹性伸缩机构里弹簧长度来调节。如图3 1 0 、 图3 1 1 所示。 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 8 页 无论是站修或列检现场，液压驱动及轴承转动装置的动力源一 直是难题，特别是站修运用时，作业量大、线路长、作业环境差， 采用2 2 0 v 交流供电带来很多安全隐患。经过反复论证，我们认为 装置采用蓄电池供电，采用液压作为起车动力，电机作为转动动力 较为安全、实用。为此，我们设计了货车滚动轴承故障检测仪专用 起车及转动装置，其主要技术性能参数如下： ( 1 ) 承载鞍双顶出结构，保证起车平衡，单端最大输出力= 5 吨： ( 2 ) 轴承外圈转速：7 0 8 0r p m ： ( 3 ) 电池容量：2 4 v ，3 5 a h ，保证连续工作时间5 小时； 列检工作环境较恶劣，既不能提供电力和风动方式的动力源， 也不适合采用蓄电池供电，液压起车的大型装置。因此采用千斤顶 顶升台车，通过低速( 3 0 4 0r p m ) 匀速手摇转动轴承即可检测出 轴承正常与否，不需配备高速驱动设备，便于现场使用。经过反复 验证，采用弹簧柔性机构合理地解决了驱动摩擦轮与轴承外圈之间 的径向压力过大问题，该装置于2 0 0 4 年4 月起在昆明北车辆段进 行了现场试验，装置的设计完全适应现场工作条件。 3 p l c 控制技术： 站修应用的辅助装置采用p l c 实现设备工作过程的控制，如顶 地、顶出、摩擦轮驱动等动作，同时对设备的运行状况进行监控， 如：电池电压、顶出位移量等等。从而有效保证设备工作的可靠性。 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 3 页 轴承正常与否，不需配备高速驱动设备，便于现场使用。经过反复 验证，采用弹簧柔性机构合理地解决了驱动摩擦轮与轴承外圈之间 的径向压力过大问题，通过此次进行的现场试验，验证了该装置的 设计完全适应现场工作条件。 2 、第二阶段试验 ( 1 ) 在第二阶段试验中，对昆明北车辆段以前保存的自然故 障轴承进行了测试，共测试了4 套轴承，仪器显示3 套轴承异常( 轴 承编号分别为0 5 0 2 2 7 4 、0 4 1 0 一8 7 9 、0 5 0 l 一1 2 8 6 ) 、一套轴承正 常( 轴承编号4 ) 。轴承实际分解情况为：轴承编号0 5 0 2 2 7 4 为 外圈剥离与滚珠剥离，轴承编号0 4 1 0 一8 7 9 为滚珠剥离，轴承编 号0 5 0 1 1 2 8 6 为保持架裂纹，轴承编号4 正常，与轴承故障检测 仪检测结果一致。以轴承编号为0 5 0 2 2 7 4 轴承诊断分析如下： 轴承号：0 5 0 2 2 7 4 故障类型：外圈剥离与滚子剥离，见图4 4 ： 诊断结果：异常 f f t 频域分析结果：频率最大值；3 6 6 2 h z ，6 6 图4 4 故障轴承图片 波形分析见图4 5 、图4 6 ： 4 5 时域分析图 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 4 页 采样频率：1 5 0 0 0 h z 最大值： x = 3 6 6 2 1 h z y = 6 6 43 7 位置：o 相对：o 嚣= o 0h z 0 y 1 7 d 4 6 频域分析图 重复测试结果如下( 表4 2 ) ： 7 5 0 0 0h z 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 6 页 结论 本文所研究的货车轴承故障检测仪的重点是依据振动冲击测 量技术及智能故障识别技术，利用冲击脉冲技术、频谱分析和模糊 识别技术的综合检测方法对车辆轴承故障做出准确判断，解决现场 ( 列检、段修、站修等) 货车车辆在轴承不分解、低速工作状态下 轴承故障的检测，其目的在于实现对轴承故障的准确、自动检测， 同时解决人工检测随意性大，红外线预报兑现率低的局面，避免因 误报造成不必要的运能浪费。现将本文研究结论归纳如下： ( 1 ) 通过对冲击脉冲测量技术、频谱分析和聚类分析故障识 别技术等综合检测分析方法的研究，建立轴承故障的特征向量模 型，以随机信号功率频谱分析为基础，以与轴承故障密切相关的功 率谱“高频群峰”为特征信息，以特征频响范围内冲击能量为特征 量，采用聚类分析法，对轴承故障进行识别； ( 2 ) 通过设置足够长的样本长度，保证轴承在低速转动过程 中所采集到的故障特征波形周期性出现，而非单次出现，有效消除 振动干扰，提高故障识别准确度，解决现场( 列检、站修等) x 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 9 页 参考文献 【11 钟掘，陈安华关于机械系统非线性故障诊断的若干 思考见：第五届全国机械设备故障诊断学术会议论文集湖南： 张家界 1 9 9 6 1 5 【2 】冯奇，沈荣瀛编著工程中的浑沌振动上海：上海 交通大学出版社，1 9 9 8 3 】张伟，陈予恕含有参数激励非线性动力系统的现代 理论的发展力学进展，1 9 9 8 ，2 8 ( 1 ) ：1 1 6 f4 】陈安华，朱萍玉，钟掘对基于振动分析的机械故障诊 断方法的讨论湘潭矿业学院学报，1 9 9 7 ，1 2 ( 4 ) ：4 1 4 7 5 】怡然，周轶尘，自烨，郑伟涛发动机振动诊断中的 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i c a la n d e x p e r i m e n t a li v e s t i g a t i o n so fg e a r r a t t l i n g n o n l i n e a r d y n a m i c s ，1 9 9 1 ，2 ：2 6 7 3 8 7 4 6 】s i n g hr ， x i eh ，c o m p a r i nr j a n a l y s i so f a u t o m o t i v en e u t r a lg e a rr a t t l e j o u r n a lo fs o u n da n dv i b r a t i o n ， 1 9 8 9 ，1 3 1 ( 2 ) ：1 7 7 1 9 6 【4 7 】p f e i f f e rf ，k u n e r ta r a t t l i n gm o d e l sf r o md e t e r m i n i s i i c t os t o c h a s t i cp r o c c s s n o n l i n e a rd y n a m i c s ，1 9 9 0 ，1 ：6 3 7 4 【4 8 】c o m p a r i nrj ，s i n g hr a na n a l y t i c a ls t u d yo f a u t o m d t i v en e u t r a lg e a rr a t t l e ，j o u r a 1o fm e c h a n i c a ld e s i g n ， 1 9 9 0 1 1 2 ：2 3 7 2 4 5 【4 9 】k u n e r ta ，p f e i f f e r f d e s c r i p t i o no fc h a o t i cm o t i o n b ya ni n v a r i a n td i s t r i b u t i o na tt h ee x a m p l eo ft h ed r i v e nd u f f i n g o s c i l l a t o r ，i n t s e r i c sn u m m a t h ，1 9 9 1 ，9 7 ：2 2 5 2 3 0 【5 0 】t e df r i s o n c h a o si nah i g hs p e e dg e a r b o x a d a 2 8 39 4 0 ， 1 9 9 3 【5 1 】t h e o d o s s j a d e ss ，n a t s i a v a ss p e r i o d i ca n dc h a o t i c d y n a m j c so fm o t o r d r i v e ng e a r - p a i rs y s t e m sw i t hb a c k l a s h c h a os ， s 0 1 i t i o n sa n df r a c t a l s ，2 0 0 11 2 ( 1 3 )