基于滚动轴承的数控机床健康状况评价方法研究

摘要

数控机床滚动轴承的结构复杂，对工作环境要求严格。当滚动轴承的发生故障时，产生的振动冲击会影响到传动机构的平稳工作，导致机床加工精度下降，甚至引发机械故障，造成安全事故。选择合适的信号处理方式，提取滚动轴承的微弱故障特征，监测取滚动轴承的早期微弱故障及其发生、变化，是数控机床状态监测和故障诊断面临的重要内容。论文以数控机床的健康评价为目的，针对其传动系统中的关键零部件滚动轴承，开展了滚动轴承故障诊断方法研究，并将得到的研究成果应于数控机床主轴健康状况评价。论文研究内容如下：
　　1.研究了双谱和循环双谱两种信号处理方法，并基于这两种方法提出一种改进循环双谱分析方法，改进方法能够识别信号中的相关频率，抑制无关噪声，且不受随机相位的干扰。
　　2.通过振动模型，对双谱分析、循环双谱分析、改进循环双谱分析技术进行了轴承故障仿真对比分析。用轴承实验数据验证了改进方法的正确性，并最终应用到数控机床主轴健康状况评价，并取得不错效果。
　　3.研究了轴承的故障机理，考虑了滚子滑移对滚动轴承振动的影响，建立了滚动轴承故障振动模型。
　　4.分析了故障诊断的一般过程，总结了常用信号处理技术和分类决策技术的用途和特点。
　　5.对数控机床的机械故障类型进行了分析和总结，阐明轴承故障和数控机床机械故障的关系，明确轴承故障分析对数控机床健康评价重要性。

目录

声明

1 绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的目的和意义

1.3数控机床故障诊断技术

1.4双谱理论与研究

1.5循环平稳理论与研究

1.6本文的主要研究内容

2 滚动轴承故障分析

2.1滚动轴承故障诊断过程

2.2滚动轴承故障机理及特征

2.3滚动轴承振动模型

2.4小结

3故障轴承信号处理

3.1双谱分析

3.2循环双谱分析

3.3改进谱分析和仿真分析

3.4小结

4轴承实验数据分析和主轴健康评价

4.1轴承振动实验数据分析

4.2数控机床主轴健康状况评价

4.3小结

5结论和展望

5.1主要结论

5.2展望

致谢

参考文献